C/C++位域之我见

很早想说说这个问题了，经常也会有很多公司拿位域出来考人，呵呵要真的想弄清楚还要一点点的分析。

这里先看看网宿的一道笔试题目：

//假设硬件平台是intel x86(little endian)

char *inet_ntoa(uint32_t in)
{
static char b[18];
register char *p;
p = (char *)in;
#define UC(b) (((int)b)&0xff)
(void) snprintf(b, sizeof(b),
"%d. %d. %d", UC(p[0]), UC(p[1]), UC(p[2]), UC(p[3]));
return (b);
}

int main()
{
printf("%s, %s", inet_ntoa(0x12345678), inet_ntoa(87654321));
}
有点难度的一道题目，其实理解的也很简单。

位域分析

位域是c++和c里面都有的一个概念，但是位域有一点要注意的有很多问题我们一样样的看：



大端和小端字节序
这个很简单，就是起始点该怎么确定。
先看一个程序：


union {
struct
{
unsigned char a1:2;
unsigned char a2:3;
unsigned char a3:3;
}x;
unsigned char b;
}d;

int main(int argc, char* argv[])
{
d.b = 100;
return 0;
}
那么x的a1，a2，a3该怎么分配值，100的二进制是：0110 0100，那么a1到a3是不是就是依次取值恩？
不是！
我们先看看100分配位的低端是左边的0还是右边的0？很明显是右边的0，那么我们再看a1到a3的分配是从低端到高端的
那么，对应的应该是
<<<<<<－－内存增大
a3 a2 a1
011 001 00


内存增大之所以这么写是因为，011是在高位！
而不是通常认为的的：
a1 a2 a3
011 001 00

还有一个情况多见就是一个二进制的数字转化为点分十进制数值，如何进行，这里涉及到大端还是小端的问题，上面没有涉及，主要

是因为上面是一个字节，没有这个问题，多个字节就有大端和小端的问题了，如下：

int main(int argc, char* argv[])
{
int a = 0x12345678;
char *p = (char *)&a;
char str[20];
sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);
printf(str);
return 0;
}
这个程序假设是小端字节序，那么结果是什么？
我们看看应该怎么放置呢？
每个字节8位，0x12345678分成4个字节，就是从高位字节到低位字节：12，34，56，78，那么这里该怎么放？如下：
－－－－>>>>>>内存增大
78 56 34 12



因为这个是小端，那么小内存对应低位字节，就是上面的结构。

接下来的问题又有点迷糊了，就是p怎么指向，是不是指向0x12345678的开头－－12处？不是！12是我们所谓的开头，但是不是内存

的开始处，我们看看内存的分布，我们如果了解p[0]到p[1]的操作是&p[0]+1,就知道了，p[1]地址比p[0]地址大，也就是说p的地址

也是随内存递增的！

12 ^ p[3]
|
34 | p[2]
|
56 | p[1]
|
78 | p[0]
内存随着箭头增大！同时小端存储也是低位到高位在内存中的增加！
这样我们知道了内存怎么分布了

那么：

sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);
str就是这个结果了：
120.86.52.18

那么反过来呢？

int main(int argc, char* argv[])
{
int a = 0x87654321;
char *p = (char *)&a;
char str[20];
sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);
printf(str);
return 0;
}
依旧是小端，8位是一个字节那么就是这样的啦：

87 ^ p[3]
|
65 | p[2]
|
43 | p[1]
|
21 | p[0]

结果是：
33.67.101.-121
为什么是负的？因为系统默认的char是有符号的，本来是0x87也就是135，大于127因此就减去256得到-121
那么要正的该怎么的弄？
如下就是了：

int main(int argc, char* argv[])
{
int a = 0x87654321;
unsigned char *p = (unsigned char *)&a;
char str[20];
sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);
printf(str);
return 0;
}
用无符号的！
结果：
33.67.101.135



位域的符号（正负）



看完大端和小端以后，再看看位域的取值的问题，上面我们谈到了一些，首先就是位域是按照位来取值的跟我们的int是32位char是8

位一样，很简单，但是，要注意一点就是位域也有正负，指有符号属性的，就是最高位表示的，也会涉及到补码这个一般被认为非常

恶心的东西，看看程序吧：


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char** argv)
{
union
{
struct
{
unsigned char a:1;
unsigned char b:2;
unsigned char c:3;
}d;
unsigned char e;
} f;
f.e = 1;
printf("%d/n",f.d.a);
return 0;
}

<小端>
那么输出是什么？
换一下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char** argv)
{
union
{
struct
{
char a:1;
char b:2;
char c:3;
}d;
char e;
} f;
f.e = 1;
printf("%d/n",f.d.a);
return 0;
}

输出又是什么？

小端的话，那么，再d.a上面分得1，而这个是无符号的char，那么前者输出是1，没有问题，第二个输出是－1，哈哈。