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結構體中的冒號:位域

編輯:C++入門知識

有些信息在存儲時,並不需要占用一個完整的字節, 而只需占幾個或一個二進制位。例如在存放一個開關量時,只有0和1 兩種狀態, 用一位二進位即可。為了節省存儲空間,並使處理簡便,C語言又提供了一種數據結構,稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個字節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。每個域有一個域名,允許在程序中按域名進行操作。這樣就可以把幾個不同的對象用一個字節的二進制位域來表示。一、位域的定義和位域變量的說明位域定義與結構定義相仿,其形式為:
struct 位域結構名
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式為: 類型說明符 位域名:位域長度
例如:
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
};
位域變量的說明與結構變量說明的方式相同。 可采用先定義後說明,同時定義說明或者直接說明這三種方式。例如:
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
說明data為bs變量,共占兩個字節。其中位域a占8位,位域b占2位,位域c占6位。對於位域的定義尚有以下幾點說明:
1. 一個位域必須存儲在同一個字節中,不能跨兩個字節。如一個字節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
{
unsigned a:4
unsigned :0 /*空域*/
unsigned b:4 /*從下一單元開始存放*/
unsigned c:4
}
這個位域定義中,a占第一字節的4位,後4位填0表示不使用,b從第二字節開始,占用4位,c占用4位。
2. 位域可以無位域名,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
{
int a:1
int :2 /*該2位不能使用*/
int b:3
int c:2
};
從以上分析可以看出,位域在本質上就是一種結構類型, 不過其成員是按二進位分配的。
簡而言之,言而簡之
這是位域操作的表示方法,也就是說後面加上“:1”的意思是這個成員的大小占所定義類型的1 bit,“:2”占2 bit,依次類推。當然大小不能超過所定義類型包含的總bit數。
一個bytes(字節)是8 bit(bit)。例如你的結構中定義的類型是u_char,一個字節,共8bit,最大就不能超過8。
32位機下,
short是2字節,共16bit,最大就不能超過16.
int是4字節,共32bit,最大就不能超過32.
依次類推。
這樣定義比較省空間。例如你上面的結構,定義的變量類型是u_char,是一字節類型,即8bit。
fc_subtype占了4bit,fc_type占2bit,fc_protocol_version占2bit,共8bit,正好是一個字節。
其他八個成員,各占1bit,共8bit,正好也是一個字節。
因此你的結構的大小如果用sizeof(struct frame_control)計算,就是2bytes.

 

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結構體中的冒號
   今天看CRC的bit型算法學到了C++中的結構體定義可以使用":",具體說明如下:
在標准C語言中,下面的語句是合法的:
        struct test{
                int a:3;
        };
這樣定義的 a 在賦值後只取最後的3bit,即轉換為 -4 到 3 之間的數值。比如:
賦值 -5 -4 -3 -2 2 3 4 5
實際值 3 -4 -3 -2 2 3 -4 -3
如果 a 為無符號型,則會轉換為 0 到 7 之間。且同樣適用於非 int 的其他類型(只是“:”後面的數和顯示 a 的結果時一定要是整型)。
其中賦值'-5(dec)'=1101(原)=1011(補),所以在進行取後3位操作後變成'3(dec)',當然在CRC運算的結構體定義中,肯定是只用到了最後一位,具體定義如下:
typedef unsigned char bit;
typedef unsigned char byte;
typedef unsigned short u16;
   
typedef union {
    u16 val;
    struct {
        u16 bit0 : 1;
        u16 bit1 : 1;
        u16 bit2 : 1;
        u16 bit3 : 1;
        u16 bit4 : 1;
        u16 bit5 : 1;
        u16 bit6 : 1;
        u16 bit7 : 1;
        u16 bit8 : 1;
        u16 bit9 : 1;
        u16 bit10 : 1;
        u16 bit11 : 1;
        u16 bit12 : 1;
        u16 bit13 : 1;
        u16 bit14 : 1;
        u16 bit15 : 1;
    } bits;
} CRCREGS;
PS:以後我盡量把自己學習的心得體會寫上來,免得以後忘了:)當然一些邏輯設計的電路圖實在不好畫的,我就寫在NOTEBOOK上面了。。。

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