結構體之位域(位段)

2021-08-03 22:59:00 字數 1957 閱讀 2751

有些資訊在儲存時,並不需要占用乙個完整的位元組, 而只需佔幾個或乙個二進位制位。例如在存放乙個開關量時,只有0和1 兩種狀態, 用一位二進位即可。為了節省儲存空間,並使處理簡便,c語言又提供了一種資料結構,稱為「位域」或「位段」。所謂「位域」是把乙個位元組中的二進位劃分為幾 個不同的區域, 並說明每個區域的位數。每個域有乙個網域名稱,允許在程式中按網域名稱進行操作。 這樣就可以把幾個不同的物件用乙個位元組的二進位制位域來表示。

一、位域的定義和位域變數的說明位域定義與結構定義相仿,其形式為: 

struct 位域結構名 

;其中位域列表的形式為: 型別說明符 位網域名稱:位域長度 

例如:struct bs

; 位域變數的說明與結構變數說明的方式相同。 可採用先定義後說明,同時定義說明或者直接說明這三種方式。例如:

struct bs

data; 

說明data為bs變數,共佔兩個位元組。其中位域a佔8位,位域b佔2位,位域c佔6位。對於位域的定義尚有以下幾點說明:

1. 乙個位域必須儲存在同乙個位元組中,不能跨兩個位元組。如乙個位元組所剩空間不夠存放另一位域時,應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:

struct bs

在這個位域定義中,a佔第一位元組的4位,後4位填0表示不使用,b從第二位元組開始,占用4位,c占用4位。

2. 由於位域不允許跨兩個位元組,因此位域的長度不能大於乙個位元組的長度,也就是說不能超過8位二進位。

3. 位域可以無位網域名稱,這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如:

struct k

; 從以上分析可以看出,位域在本質上就是一種結構型別, 不過其成員是按二進位分配的。

二、位域的使用

位域的使用和結構成員的使用相同,其一般形式為: 位域變數名·位網域名稱 位域允許用各種格式輸出。

main() 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);

} 上例程式中定義了位域結構bs,三個位域為a,b,c。說明了bs型別的變數bit和指向bs型別的指標變數pbit。這表示位域也是可以使用指標的。

程式的9、10、11三行分別給三個位域賦值。( 應注意賦值不能超過該位域的允許範圍)程式第12行以整型量格式輸出三個域的內容。第13行把位域變數bit的位址送給指標變數pbit。第14行用指標 方式給位域a重新賦值,賦為0。第15行使用了復合的位運算子"&=", 該行相當於: pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值為7,與3作按位與運算的結果為3(111&011=011,十進位制值為 3)。同樣,程式第16行中使用了復合位運算"|=", 相當於: pbit->c=pbit->c|1其結果為15。程式第17行用指標方式輸出了這三個域的值。

為了節省空間,可以把幾個資料壓縮到少數的幾個型別空間上,比如需要表示二個3位二進位制的數,乙個2位二進位制的數,則可以用乙個8位的字元表示之。

struct 

;這個結構體所佔空間為乙個位元組,8位。節省了空間。

三、位域的對齊

如果結構體中含有位域(bit-field),那麼vc中準則是:   1) 如果相鄰位域字段的型別相同,且其位寬之和小於型別的sizeof大小,則後面的字段將緊鄰前乙個字段儲存,直到不能容納為止;   2) 如果相鄰位域字段的型別相同,但其位寬之和大於型別的sizeof大小,則後面的字段將從新的儲存單元開始,其偏移量為其型別大小的整數倍;   3) 如果相鄰的位域字段的型別不同,則各編譯器的具體實現有差異,vc6採取不壓縮方式(不同位域字段存放在不同的位域型別位元組中),dev-c++和gcc都採取壓縮方式;   系統會先為結構體成員按照對齊方式分配空間和填塞(padding),然後對變數進行位域操作。

結構體之位域(位段)

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C結構體之位域 位段

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