结构体中的位域

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"|="， 相当于： PBit->c=PBit->c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。  

EMC的一道题目：
#include <iostream>
using   namespace   std;

struct   spire
{
int   a:5;
int   :2;
int   c:2;
};

void   main()
{
cout < < "sizeof(spire)= " < <sizeof(spire) < <endl;
spire   s;
memset(&s,0,sizeof(s)+1);
memcpy(&s, "EMC   EXAMINATION ",sizeof(s)+1);
cout < <s.a < < ', ' < <s.c < <endl;
}

首先，在我分析之前，先澄清http://blog.csdn.net/birdzb/archive/2007/10/12/1821843.aspx说的是c语言，c++中跟它完全不是一个概念。所以不要受误导。
c++中，位域可以跨字节，长度也可以大于1个字节。

手头只有vs2005,unix上没去试，以vs2005为例。
struct       spire
{
int       a:5;/*bit:0-4*/
int       :2;/*bit:5-6*/
int       c:2;/*bit:7-8*/
};
那么，  
memset(&s,0,sizeof(s)+1);/*0x00000000,前四字节，第五个字节非法越界,不理了*/
memcpy(&s,   "EMC       EXAMINATION   ",sizeof(s)+1);   /*0x20434D45,拷贝后的结果，也只考虑前四个字节*/
45   =   E
4D   =   M
43   =   C
20   =   空格
那么，这样一个个对应:
a对应   0x45的0-4位，也就是00101   =   5;
没有名字的对应于0x45的5-6位,也就是10   =   -2;
c对应0x45的最高位和0x4D的最低位10   =   -2；
10为什么等于-2，就不用多说了吧。int是有符号的，最高位是1就被当成负数处理了，用补码一转，就是负2。
struct       spire
{
int       a:5;/*bit:0-4*/
int       :2;/*bit:5-6*/
unsigned   int       c:2;/*bit:7-8*/   这样写就是+2了。
};