C結(jié)構(gòu)體之位域(位段)
有些信息在存儲(chǔ)時(shí),并不需要占用一個(gè)完整的字節(jié), 而只需占幾個(gè)或一個(gè)二進(jìn)制位。例如在存放一個(gè)開關(guān)量時(shí),只有0和1 兩種狀態(tài), 用一位二進(jìn)位即可。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間,并使處理簡(jiǎn)便,C語(yǔ)言又提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域, 并說(shuō)明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名,允許在程序中按域名進(jìn)行操作。 這樣就可以把幾個(gè)不同的對(duì)象用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制位域來(lái)表示。
一、位域的定義和位域變量的說(shuō)明位域定義與結(jié)構(gòu)定義相仿,其形式為:
struct 位域結(jié)構(gòu)名
{
位域列表
};其中位域列表的形式為:
類型說(shuō)明符 位域名:位域長(zhǎng)度
位域變量的說(shuō)明與結(jié)構(gòu)變量說(shuō)明的方式相同。 可采用先定義后說(shuō)明,同時(shí)定義說(shuō)明或者直接說(shuō)明這三種方式。例如:
1. 一個(gè)位域必須存儲(chǔ)在同一個(gè)字節(jié)中,不能跨兩個(gè)字節(jié)。如一個(gè)字節(jié)所剩空間不夠存放另一位域時(shí),應(yīng)從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如:
3. 位域可以無(wú)位域名,這時(shí)它只用來(lái)作填充或調(diào)整位置。無(wú)名的位域是不能使用的。例如:
上例程序中定義了位域結(jié)構(gòu)A,兩個(gè)個(gè)位域?yàn)閍(占用5位),b(占用3位),所以a和b總共占用了結(jié)構(gòu)A一個(gè)字節(jié)(低位的一個(gè)字節(jié))。
當(dāng)程序運(yùn)行到14行時(shí),d內(nèi)存分配情況:
d.b內(nèi)存中二進(jìn)制表示為001,由于d.b為有符號(hào)的整型變量,輸出時(shí)要對(duì)符號(hào)位進(jìn)行擴(kuò)展,所以結(jié)果為1(二進(jìn)制為00000000000000000000000000000001)
三、位域的對(duì)齊
如果結(jié)構(gòu)體中含有位域(bit-field),那么VC中準(zhǔn)則是:
1) 如果相鄰位域字段的類型相同,且其位寬之和小于類型的sizeof大小,則后面的字段將緊鄰前一個(gè)字段存儲(chǔ),直到不能容納為止;
2) 如果相鄰位域字段的類型相同,但其位寬之和大于類型的sizeof大小,則后面的字段將從新的存儲(chǔ)單元開始,其偏移量為其類型大小的整數(shù)倍;
3) 如果相鄰的位域字段的類型不同,則各編譯器的具體實(shí)現(xiàn)有差異,VC6采取不壓縮方式(不同位域字段存放在不同的位域類型字節(jié)中),Dev-C++和GCC都采取壓縮方式;
系統(tǒng)會(huì)先為結(jié)構(gòu)體成員按照對(duì)齊方式分配空間和填塞(padding),然后對(duì)變量進(jìn)行位域操作。
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