C 結構位元欄位中冒號和數字 (:) 的意思是什麼？

C 結構中的位域語義：理解":"

在C 結構中，使用冒號後跟數字具有重要意義。這些被稱為“位元字段”，指定分配給結構內特定字段的位數。

位元欄位分配

冒號後面的數字 ( :) 表示欄位的位寬。例如，考慮以下範例：

<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;
};</code>

這裡，DEVICE_DEFAULT_STATE 和所有標記為 :1 的欄位各分配一位。 FOUR_RESERVED_BITS 分配 8 位，而 RESET_BITS 則分配另外 8 位。

位元字段用法

位元字段遵循它們表示的整數類型的語義。它們可以用在像常規整數變數這樣的表達式中，無論其位元寬如何。

例如，如果在上例中 DEVICE_DEFAULT_STATE 設定為 1，則在二進位算術運算期間其值為 1。

預設對齊方式

在 C 結構中，位元欄位是連續儲存的，最低位元位於編號最低的欄位中。但是，如果位元欄位定義為 :0，它將強制下一個欄位從整數邊界開始，從而確保最佳對齊和記憶體利用率。

範例

考慮以下結構：

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

在這種情況下，結構的大小將為4 個位元組，而不是3 個位元組，因為a 的4 位元自然與整數邊界（4 位元組）對齊。類似地，c 的單一位元將與下一個整數邊界對齊，從而產生額外的 3 個位元組。

總之，C 結構中的位元字段提供了一種表示和操作特定位元模式的便捷方法。冒號後面的數字決定了每個欄位的位元寬度，並且它們在算術運算期間的行為就像常規整數，無論其大小如何。

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