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
}
在這個位域定義中,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. 由於位域不允許跨兩個字節,因此位域的長度不能大於一個字節的長度,也就是說不能超過8位二進位。
3. 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。
如果結構體中含有位域(bit-field),那麼VC中准則是:
1) 如果相鄰位域字段的類型相同,且其位寬之和小於類型的sizeof大小,則後面的字段將緊鄰前一個字段存儲,直到不能容納為止;
2) 如果相鄰位域字段的類型相同,但其位寬之和大於類型的sizeof大小,則後面的字段將從新的存儲單元開始,其偏移量為其類型大小的整數倍;
3) 如果相鄰的位域字段的類型不同,則各編譯器的具體實現有差異,VC6采取不壓縮方式(不同位域字段存放在不同的位域類型字節中),Dev-C++和GCC都采取壓縮方式;
系統會先為結構體成員按照對齊方式分配空間和填塞(padding),然後對變量進行位域操作。
理解了嗎?試著做下面幾個例子(VS 2003)。
#pragma pack(1)
struct s4{
char a:4;
short b:4;
short c:4;
long d;
};
輸出S4 sizeof:7
#pragma pack(1)
struct s4{
char a:4;
short b:4;
char c:4;
long d;
};
輸出S4 sizeof:8
#pragma pack(2)
struct s4{
char a:4;
short b:4;
char c:4;
long d;
};
輸出S4 sizeof:10
#pragma pack(2)
struct s4{
char a:4;
short b:4;
short c:4;
long d;
};
輸出S4 sizeof:8
#pragma pack(2)
struct s4{
char a:4;
short b:4;
short c:7;
long d;
};
輸出S4 sizeof:8
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