C C 位域定義

2021-09-10 21:26:22 字數 2152 閱讀 1608

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
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

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

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

;

二、位域的使用

下面例子是參加乙個公司(白領科技-青島)的筆試遇到的,當時做錯了,為了怕忘了,趕緊寫下來。

1 #include 2 #include 3 using namespace std;

4 struct a

5 ;9 int main(void)

10

在32位x86機器上輸出:

$ ./langxun.exe

-16

1

解析:在預設情況下,為了方便對結構體內元素的訪問和管理,當結構體內的元素長度都小於處理器的位數的時候,便以結構體裡面最長的元素為對其單位,即結構體的長度一定是最長的資料元素的整數倍;如果有結構體內存長度大於處理器位數的元素,那麼就以處理器的位數為對齊單元。由於是32位處理器,而且結構體中a和b元素型別均為int(也是4個位元組),所以結構體的a占用記憶體為4個位元組。

上例程式中定義了位域結構a,兩個個位域為a(占用5位),b(占用3位),所以a和b總共占用了結構a乙個位元組(低位的乙個位元組)。

當程式執行到14行時,d記憶體分配情況:

高位 00110100 00110011   00110001    00110000 低位

'4' '3' '1' '0'

其中d.a和d.b占用d低位乙個位元組(00110000),d.a : 10000, d.b : 001

d.a記憶體中二進位制表示為10000,由於d.a為有符號的整型變數,輸出時要對符號位進行擴充套件,所以結果為-16(二進位制為11111111111111111111111111110000)

d.b記憶體中二進位制表示為001,由於d.b為有符號的整型變數,輸出時要對符號位進行擴充套件,所以結果為1(二進位制為00000000000000000000000000000001)

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。

C C 位域總結

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位域 struct 定義

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