C 구조체 선언에서 비트 필드를 효과적으로 사용하는 방법은 무엇입니까?

C 구조체 비트 필드의 콜론 사용 이해

C에서 비트 필드는 여러 값을 허용하는 특수한 유형의 데이터 구조 멤버입니다. 하나의 단위로 포장됩니다. 비트 필드를 정의하려면 콜론 뒤에 숫자가 오는 것이 사용됩니다. 이 숫자는 필드에 할당된 비트 수를 나타냅니다.

예:

<code class="c">struct _USBCHECK_FLAGS
{
    unsigned char   DEVICE_DEFAULT_STATE       : 1;
    unsigned char   DEVICE_ADDRESS_STATE       : 1;
    unsigned char   DEVICE_CONFIGURATION_STATE : 1;
    unsigned char   DEVICE_INTERFACE_STATE     : 1;
    unsigned char   FOUR_RESERVED_BITS         : 8;
    unsigned char   RESET_BITS                 : 8;
} State_bits;</code>

이 예에서:

• DEVICE_DEFAULT_STATE, DEVICE_ADDRESS_STATE, DEVICE_CONFIGURATION_STATE 및 DEVICE_INTERFACE_STATE는 각각 1비트 필드입니다.
• FOUR_RESERVED_BITS는 향후 사용을 위해 예약된 8비트 필드입니다.
• RESET_BITS는 재설정 작업을 제어하는 ​​데 사용되는 8비트 필드입니다.

용도 및 구문:

비트 필드는 두 가지 주요 목적, 즉 메모리를 절약하고 관련 데이터를 함께 묶는 데 사용됩니다. 메모리 자원이 제한된 임베디드 시스템에서 자주 사용됩니다. 비트 필드를 정의하는 구문은 다음과 같습니다.

<code class="c">type field_name : bit_width;</code>

• type: 비트 필드의 기본 데이터 유형입니다.
• field_name : 비트 필드의 이름입니다.
• bit_width: 비트 필드에 할당된 비트 수(콜론을 사용하여 지정).

중요 고려 사항:

• 비트 필드는 기본 데이터 유형과 동일한 의미를 갖습니다.
• 이름이 지정되지 않은 비트 필드는 직접 참조할 수 없습니다.
• 컴파일러는 다음 정수 경계에 맞춰 비트 필드를 채웁니다.
• 비트 필드 구조에서 유형을 혼합하면 구조의 크기에 영향을 미칠 수 있습니다.

예:

<code class="c">struct test
{
    int a : 4;       // 4 bits
    int b : 13;      // 13 bits
    int c : 1;       // 1 bit
};

printf("Size of test: %d\n", sizeof(test)); // Outputs 4</code>

이 예에서 테스트 구조의 데이터 크기는 18비트임에도 불구하고 크기는 4바이트입니다. 이는 컴파일러가 다음 정수 경계에 맞춰 구조를 채우기 때문입니다.

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