C語言位域的定義和使用


位域的定義和使用 

  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划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;   //這里8后可以跟 , 或 ;   都是合法的。
 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。 可采用先定義后說明,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,后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。 
  二、位域的使用 
  位域的使用和結構成員的使用相同,其一般形式為: 位域變量名•位域名 位域允許用各種格式輸出。 
main(){ 
 struct bs 
 { 
  unsigned a:1; 
  unsigned b:3; 
  unsigned c:4; 
 } bit,*PBit; 
 bit.a=1; 
 bit.b=7; 
 bit.c=15; 
 printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c); 
 PBit=&bit; 
 PBit->a=0; 
 PBit->b&=3; 
 PBit->c|=1; 
 printf("%d,%d,%d\n",PBit->a,PBit->b,PBit->c); 

  上例程序中定義了位域結構bs,三個位域為a,b,c。說明了bs類型的變量bit和指向bs類型的指針變量PBit。這表示位域也是可以使用指針的。 

  程序的9、10、11三行分別給三個位域賦值。( 應注意賦值不能超過該位域的允許范圍)程序第12行以整型量格式輸出三個域的內容。第13行把位域變量bit的地址送給指針變量PBit。第14行用指針方式給位域a重新賦值,賦為0。第15行使用了復合的位運算符"&=", 該行相當於: PBit->b=PBit->b&3位域b中原有值為7,與3作按位與運算的結果為3(111&011=011,十進制值為3)。同樣,程序第16行中使用了復合位運算"|=", 相當於: PBit->c=PBit->c|1其結果為15。程序第17行用指針方式輸出了這三個域的值。 

使用位域的主要目的是壓縮存儲,其大致規則為: 
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,則后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,則后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,Dev-C++采取壓縮方式; 
4) 如果位域字段之間穿插着非位域字段,則不進行壓縮; 
5) 整個結構體的總大小為最寬基本類型成員大小的整數倍。

 

轉發自:http://www.360doc.com/content/09/0318/16/113975_2846158.shtml


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