C語言 位段的詳細介紹

C語言中的位段

      位段(bit-field)是以位元為單位定義結構體(或聯合體)中的成員變數所佔的空間。含有位段的結構體(聯合體)稱為位段結構。採用位段結構既能夠節省空間，又方便操作。

     位元段的定義格式為:

     type  [var]: digits

     int三種型別(int型能不能表示負數視編譯器而定，例如VC中int就預設為signed int，能夠表示負數)。位段名稱var是可選參數，即可以省略。 digits表示該位元段所佔的二進位位元數。

   那麼定義一個位段結構可以像下面這段程式碼去定義：

struct node 
{   unsigned int a:4;   //位段a，占4位  
    unsigned int :0;   //无名位段，占0位   
    unsigned int b:4;   //位段b，占4位   
    int c:32;       //位段c，占32位   
    int :6;       //无名位段，占6位 
    };

一.位段的使用

    使用位段需注意一下幾點:

 unsigned int，signed int三種類型，不能是char型或浮點型；

    2)位段佔的二進位位數不能超過該基本型別所能表示的最大位數，例如VC中int佔4位元組，那麼最多只能是32位元；

    3)無名位段不能被訪問，但是會佔據空間；

    4)不能對位元段進行取位址操作；

    4)不能對位元段進行取位址操作；

    4)不能對位元段進行取位址操作；

    4)不能對位元組進行取位址操作；

    4)不能對位元組進行取位址操作；

    4)不能對位元組進行取位址操作；

    4)不能對位元進行擷取位址 5)若位段佔的二進位位數為0，則這個位段必須是無名位段，下一個位段從下一個位段存儲單元(這裡的位段存儲單元經測試在VC環境下是4個位元組)開始存放；

    6)若位段出現在表達式中，則會自動進行整數升級，自動轉換為int型或unsigned int。

    7)當位段賦值時，最好不要超過位元段所能表示的最大範圍，否則可能會造成意想不到的結果。

    8)位元段不能出現陣列的形式。

二.位段結構在記憶體中的儲存方式

    位元段結構，編譯器會自動進行儲存空間的最佳化，主要有這幾個原則:

   1)如果一個位段儲存單元能夠儲存得下位段結構中的所有成員，那麼位段結構中的所有成員只能放在一個位段儲存單元中，不能放在兩個位段儲存單元中；如果一個位段儲存單元無法容納下位段結構中的所有成員，那麼從剩餘的位元段從下一個位元段儲存單元開始存放。 (在VC中位段儲存單元的大小是4位元組).

   2)如果一個位元段結構中只有一個佔有0位元的無名位元段，則只佔1或0位元組的空間(C語言中是佔0位元組，而C++中佔1位元組)；否則其他任何情況下，一個位段結構所佔的空間至少是一個位段存儲單元的大小；

  測試程序：

/*测试位段 201110.12*/ 
#include<iostream> 
using namespace std;    
typedef struct node 
{   
unsigned int a:1;   //存在一个非0位的位段，则至少占4Byte  
}S;    
typedef struct node1    //在C++中占1字节的空间 ，在C中占0字节  
{   
unsigned int :0; 
}S1;   
typedef struct node2 
{   
unsigned int a:1;   
unsigned int :0;   //下一个位段放在一个新的位段存储单元 ，所以占4+4=8Byte    
unsigned c:32;      
}S2;   
typedef struct node3 
{   
 unsigned int a:4;   
 unsigned int :0;   
 int :6; //这个位段放在一个新的位段存储单元    
 unsigned c:32;//由于6+32>32，所位段c也放在一个新的位段存储单元，所以占4+4+4=12Byte  
}S3;   
typedef struct node4  
{   
unsigned int a:1;   
char b;  //在一个位段存储单元中能够存下所有的成员，所以占4Byte    
int c:1;   int d:2;   unsigned int e:2; 
}S4;     
nt main(int argc, char *argv[]) 
{   
S4 s4;   
s4.a=1;   
s4.c=1;   
s4.d=2;          
s4.e=3;   
printf("%d %d %d %d\n",s4.a,s4.c,s4.d,s4.e);   
printf("%d %d %d %d %d\n",sizeof(S),sizeof(S1),sizeof(S2),sizeof(S3),sizeof(S4));   
return 0; 
}

執行結果為:

1 -1 -2 3

4 1 8 12 4
請按任意鍵繼續. . .

當列印s4的各個位段時，列印的結果與賦的初始值不同。 🎜🎜由於c只佔1位，那麼沒有數據位，此時進行符號擴展直接在高位添加1，所以打印的結果為-1；🎜🎜由於d佔2位，那麼當將2賦給d時，內存中儲存的內容為10，此時進行符號擴展，高位補1，則為0XFF FF FF FE，那麼其真值則為-2.🎜🎜感謝閱讀，希望能幫助到大家，謝謝大家對本站的支持！ 🎜🎜🎜🎜