聯合體結合位域使用技巧

偶然在代碼中看到這樣一個定義：

typedef union
{
	unsigned char byte;             /**< the whole byte */

	struct
	{
		unsigned int retain : 1;    /**< retained flag bit */
		unsigned int qos : 2;       /**< QoS value, 0, 1 or 2 */
		unsigned int dup : 1;       /**< DUP flag bit */
		unsigned int type : 4;      /**< message type nibble */
	} bits;
} Header;

我在實際開發的時候很少用到和看到聯合體和位域的出現，正好借這個機會學習一下。

#位域

​ 使用位域的主要目的是節約存儲空間，可能某些情況下成員變量只能取幾個值，那么則不需要使用一個字節甚至更大的空間去存放它。

​ 舉個例子，在上面的結構體 bits 中，qos 這個成員變量只能取0，1，2這三個值，那么我們可以在其定義后面加: 2 來表示其只占用2 bit 的內存，故取值范圍是[0, 3]，滿足我們的要求。其它變量如 retain，dup 僅可取0或1，則只需給他們分配1 bit 的內存就可以。這樣下來，整個 bits 結構體僅占用一個字節內存。

#聯合體

​ 聯合體的關鍵字是union，它與結構體的區別是：聯合體的所有成員占用同一塊的內存，這塊內存的大小（聯合體的大小）取決於成員之中占用空間最大的。且聯合體中的所有成員變量的起始地址相同，畫個圖來解釋一下：

​

​ 圖中表示的是一個Header實體的內存占用情況，可以看到成員變量byte和結構體bits的起始地址是相同的，均為該聯合體實體的起始地址。由於兩個成員的占用空間都分別是1 Byte，故整個Header實體的占用空間大小也是1 Byte。

​ 這樣做的好處就是當我們處理一幀報文的時候，由於用於存儲報文的內存大多是按字節存儲的，故可以直接對byte成員賦值，不需要再對每個字節進行切割再分別賦值。