C语言位域

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有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节， 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态，用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，Ｃ语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。
一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿，其形式为： 
struct 位域结构名 { 位域列表 };
其中位域列表的形式为： 类型说明符 位域名：位域长度 
例如： 
struct bs
{
        int a:8;
        int b:2;
        int c:6;
};

位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明，同时定义说明或者
直接说明这三种方式。例如： 
struct bs
{
        int a:8;
        int b:2;
        int c:6;
}data;
说明data为bs变量，共占两个字节。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明：
       1. 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。
例如： 
struct bs
{
        unsigned a:4
        unsigned :0 /*空域*/
        unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/
        unsigned c:4
}
在这个位域定义中，a占第一字节的4位，后4位填0表示不使用，b从第二字节开始，占用4位，c占用4位。
        2. 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进位。
        3. 位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如： 
struct k
{
        int a:1
        int :2 /*该2位不能使用*/
        int b:3
        int c:2
};
从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型， 不过其成员是按二进位分配的。

二、位域的使用位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为： 
        位域变量名·位域名 
位域允许用各种格式输出。
main(){
        struct bs
        {
                unsigned a:1;
                unsigned b:3;
                unsigned c:4;
        } bit,*pbit;
        bit.a=1;
        bit.b=7;
        bit.c=15;
        printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);
        pbit=&bit;
        pbit->a=0;
        pbit->b&=3;
        pbit->c|=1;
        printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);
} 
上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。第15行使用了复合的位运算符"&="，该行相当于：pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值为7，与3作按位与运算的结果为3(111&011=011,十进制值为3)。同样，程序第16行中使用了复合位运算"|=".之所以要有透析基础知识这么个分栏,就是告诉大家重在细节的道理,粗略的东西谁都懂,修炼内功为高手的必经之路.

总结：

使用位域的主要目的是压缩存储，其规则大致如下：

（1）、如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；

（2）、如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，有的采取不压缩方式，有的采取压缩方式。

（3）、如果位域字段之间穿插有非位域字段，则不进行压缩。

（4）、整个结构体的总体大小为最宽基本类型成员大下的整数倍。