C語言 位段的詳細介紹
- 黄舟原創
- 2016-12-12 14:33:361561瀏覽
C語言中的位段
位段(bit-field)是以位元為單位定義結構體(或聯合體)中的成員變數所佔的空間。含有位段的結構體(聯合體)稱為位段結構。採用位段結構既能夠節省空間，又方便操作。
位元段的定義格式為:
type [var]: digits
int三種型別(int型能不能表示負數視編譯器而定，例如VC中int就預設為signed int，能夠表示負數)。位段名稱var是可選參數，即可以省略。 digits表示該位元段所佔的二進位位元數。
那麼定義一個位段結構可以像下面這段程式碼去定義：
struct node
{ unsigned int a:4; //位段a，占4位
unsigned int :0; //无名位段，占0位
unsigned int b:4; //位段b，占4位
int c:32; //位段c，占32位
int :6; //无名位段，占6位
};一.位段的使用
使用位段需注意一下幾點:
unsigned int，signed int三種類型，不能是char型或浮點型；
2)位段佔的二進位位數不能超過該基本型別所能表示的最大位數，例如VC中int佔4位元組，那麼最多只能是32位元；
3)無名位段不能被訪問，但是會佔據空間；
4)不能對位元段進行取位址操作；
4)不能對位元段進行取位址操作；
4)不能對位元段進行取位址操作；
4)不能對位元組進行取位址操作；
4)不能對位元組進行取位址操作；
4)不能對位元組進行取位址操作；
4)不能對位元進行擷取位址 5)若位段佔的二進位位數為0，則這個位段必須是無名位段，下一個位段從下一個位段存儲單元(這裡的位段存儲單元經測試在VC環境下是4個位元組)開始存放；
6)若位段出現在表達式中，則會自動進行整數升級，自動轉換為int型或unsigned int。
7)當位段賦值時，最好不要超過位元段所能表示的最大範圍，否則可能會造成意想不到的結果。
8)位元段不能出現陣列的形式。
二.位段結構在記憶體中的儲存方式
位元段結構，編譯器會自動進行儲存空間的最佳化，主要有這幾個原則:
1)如果一個位段儲存單元能夠儲存得下位段結構中的所有成員，那麼位段結構中的所有成員只能放在一個位段儲存單元中，不能放在兩個位段儲存單元中；如果一個位段儲存單元無法容納下位段結構中的所有成員，那麼從剩餘的位元段從下一個位元段儲存單元開始存放。 (在VC中位段儲存單元的大小是4位元組).
/*测试位段 201110.12*/
#include<iostream>
using namespace std;
typedef struct node
{
unsigned int a:1; //存在一个非0位的位段，则至少占4Byte
}S;
typedef struct node1 //在C++中占1字节的空间 ，在C中占0字节
{
unsigned int :0;
}S1;
typedef struct node2
{
unsigned int a:1;
unsigned int :0; //下一个位段放在一个新的位段存储单元 ，所以占4+4=8Byte
unsigned c:32;
}S2;
typedef struct node3
{
unsigned int a:4;
unsigned int :0;
int :6; //这个位段放在一个新的位段存储单元
unsigned c:32;//由于6+32>32，所位段c也放在一个新的位段存储单元，所以占4+4+4=12Byte
}S3;
typedef struct node4
{
unsigned int a:1;
char b; //在一个位段存储单元中能够存下所有的成员，所以占4Byte
int c:1; int d:2; unsigned int e:2;
}S4;
nt main(int argc, char *argv[])
{
S4 s4;
s4.a=1;
s4.c=1;
s4.d=2;
s4.e=3;
printf("%d %d %d %d\n",s4.a,s4.c,s4.d,s4.e);
printf("%d %d %d %d %d\n",sizeof(S),sizeof(S1),sizeof(S2),sizeof(S3),sizeof(S4));
return 0;
}執行結果為:1 -1 -2 34 1 8 12 4
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