C 位域

以下测试均在vc6.0下进行,其中char 占一个字节, shortint占两个字节, int 占四个字节, long int 占四个字节.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的二进制位域来表示。

一、位域的定义和位域变量的说明

1.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4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： 

struct foo

{

       int e : 3;

       int f : 30;

       int a : 3;

};

则每个位域最 大会使用4 个字 节来存储, 因为int 占4 字节. 结构体中位域e 占3 位,f 占30 位后两个位域合起来大于32, 则f 重新开始一个位, 即前四个字节存e, 后面重新用四个字节存f, 而f 与a 相结合占33 个字节, 又大于四个字节, 则a 又会用四字节存储. 所示总共用12 个字节来存储.

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，因此位域的长度不能大于一个字的长 度，也就是说不能超过该类型占的位数。

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。 

4.带位域的结构在内存中各个位域的存储方式取决于具体的编译程序;它们既可以从左到右,也可以从右到左存储。 

5.位域的对齐

当要把某个成员说明成位域时,其类型只能 是int,unsigned int与signed int三 者之一，我们知道char 也可转化为unsigned int

struct foo4

{

        char    a : 2;

        char    b : 3;

        int      c : 1;

}; 

在foo4中虽然三个位域所占用空间之和 为6 bit < 8 bit(1 byte)，但是由于char和int的 对齐系数是不同的，是不能捆绑在一起，那是不是a、b捆 绑在一起按照char对齐，c单独按照int对 齐呢？我们打印一下sizeof(struct foo4)发现结果为8(在VC6.0 里 测试的, 因为sizeof(int)是4字 节)，也就是说编译器把a、b、c一 起捆绑起来并以int做对齐了。

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