位域

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//位字段:嵌入式的物聯網設備開發，需要節約內存，可以使用位字段，用來限定某個結構如變量的二進制位
struct dateE{
    unsigned int day;  // day只有1-31的取值，無需用到4個字節，浪費了內存  2^5=32  5個二進制位就足夠了
    unsigned int month; // month只有1-12的取值，無需用到4個字節，浪費了內存  2^4=32  4個二進制位就足夠了
    unsigned int year;  // 只有0000-9999 的取值，無需用到4個字節，浪費了內存  2^14=16384  14個二進制位就足夠了
};

struct date{   //相比上面的定義，date結構體只有4個字節，大大節約了內存空間
    unsigned int day : 5;  // day只有1-31的取值，無需用到4個字節，浪費了內存  2^5=32  5個二進制位就足夠了
    unsigned int month : 4; // month只有1-12的取值，無需用到4個字節，浪費了內存  2^4=32  4個二進制位就足夠了
    unsigned int year :14;  // 只有0000-9999 的取值，無需用到4個字節，浪費了內存  2^14=16384  14個二進制位就足夠了
};
//為什么是4個字節呢？因為考慮到內存字節對齊的問題
// 占用5位  1111 1 000     1個字節，不足補0
// 占用4位  1111 0000      1個字節，不足補0
// 占用14位 1111 1111 | 1111 11 00 |  兩個字節合並到一起，2個字節，不足補0
// 在結構體中：CPU是按照字節尋址的，字節是CPU訪問的最小單位，總共4個字節
//在限定位數的結構體——位域中，CPU是按位運算尋址的，不是按字節
void main1(){
    printf("%d\n", sizeof(struct dateE));  //12
    printf("%d\n", sizeof(struct date));  //4  結構體對齊
};

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//位字段的注意事項
//如果兩個字符之和小於8位，會自動填充一個字節，通位操作操作位字段
//1(1位) 11111(5位) 00 1代表其占用的位，一個字節存儲兩個位域變量ch1，ch2
//int占用4個字節，雖然只有一位使用，后面的會默認為0，且無法使用這些0
//結構體前面的char類型為了和int字節對齊，后面補0，也對應四個字節，總共8個字節
//1 11111 00     00000000    00000000    00000000   4個字節
//1 00000000    00000000    00000000    00000000    4個字節
struct data{
    unsigned char ch1 : 1;  //結構體限定了位數，越界會溢出
    unsigned char ch2 : 2;
   // unsigned char ch3 : 10; 位字段不能超過類型的大小8個位
   // unsigned char ch4 : 0; 位字段不能為0
    int num : 1;

};
void main(){
    printf("%d\n", sizeof(struct data)); //8個字節
    struct data data1;
    data1.ch1 =2;
    data1.num =2;
    printf("%d\n",data1.ch1);  //0  2的二進制位10，而ch1只能處理以為，溢出，輸出0
    printf("%d\n",data1.num);  //0 雖然num占用4個字節，但是后面的0無法利用， 2的二進制位10，而ch1只能處理以為，溢出，輸出0


    //取地址
    printf("%p\n",data1); //可以去結構體的地址
    printf("%p\n",data1.ch1); //錯誤，不可以取位域的地址
    //位域是通過位運算來實現，無法取出位域的地址（一個字節存儲兩個位域變量ch1，ch2）

}