Wie optimieren Bitfelder die Speichernutzung in C-Strukturen und Unions?

Bitfeldmitglieder in Strukturen und Unions

In der C-Programmierung ist ein Bitfeld eine Variable, die nur eine bestimmte Anzahl von Bits innerhalb einer Struktur belegt oder Gewerkschaft. Dieses Konzept wird verwendet, um die Speichernutzung zu optimieren und eine bessere Kontrolle über die Größe der Struktur zu erreichen.

Grundlegendes zu „unsigned temp:3“

Beachten Sie die folgende Strukturdefinition:

struct op {
    unsigned op_type:9;
    ...
};

In dieser Struktur wird das op_type-Mitglied als 9-Bit-Bitfeld ohne Vorzeichen deklariert. Das bedeutet:

• Unsigned: Gibt an, dass das Bitfeld nur positive Werte darstellen kann.
• :3: Gibt an, dass das Bitfeld belegt nur 3 Bit Speicher.

Auswirkungen auf Byte Zuweisung

Bitfelder optimieren die Speichernutzung, indem sie die Größe der Struktur reduzieren. Sie garantieren jedoch keine präzise Byteausrichtung für einzelne Bitfelder. Der Compiler kann die Größe der Struktur auf das nächste Vielfache von 8 Bits (1 Byte) aufrunden.

Beispielsweise beträgt in der op-Struktur die Gesamtgröße der Bitfelder 15 Bits. Der Compiler rundet dies auf 16 Bits auf, was zu einer Strukturgröße von 2 Bytes führt.

Kontrolle über die Strukturgröße

Durch sorgfältige Verwendung von Bitfeldern können Sie die steuern Gesamtgröße der Struktur. Dies ist von Vorteil, wenn Sie mit anderen Systemen kommunizieren oder speichereffiziente Datenstrukturen verwalten.

Beispiel

Betrachten Sie die folgende Struktur:

struct s {
    unsigned a:4;
    unsigned b:4;
    unsigned c:4;
};

In In dieser Struktur belegen die Bitfelder a, b und c jeweils 4 Bits. Die Gesamtgröße der Bitfelder beträgt 12 Bit, die vom Compiler auf 16 Bit aufgerundet wird. Daher beträgt die Größe der s-Struktur 2 Bytes.

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