C语言位域的定义和使用

位域的定义和使用 

  有些信息在存储时,并不需要占用一个完整的字节, 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时,只有0和1 两种状态, 用一位二进位即可。为了节省存储空间,并使处理简便,C语言又提供了一种数据结构,称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域,并说明每个区域的位数。每个域有一个域名,允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几 
个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。 

一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿,其形式为: 
  struct 位域结构名 
  { 位域列表 }; 
  其中位域列表的形式为: 类型说明符 位域名:位域长度 
  例如: 
struct bs 

 int a:8;   //这里8后可以跟 , 或 ;   都是合法的。
 int b:2; 
 int c:6; 
}; 

  位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明,同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如: 
struct bs 

 int a:8; 
 int b:2; 
 int c:6; 
}data; 
  说明data为bs变量,共占两个字节。其中位域a占8位,位域b占2位,位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明: 
  1. 一个位域必须存储在同一个字节中,不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时,应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如: 
struct bs 

 unsigned a:4 
 unsigned :0 /*空域*/ 
 unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/ 
 unsigned c:4 

  在这个位域定义中,a占第一字节的4位,后4位填0表示不使用,b从第二字节开始,占用4位,c占用4位。 
  2. 由于位域不允许跨两个字节,因此位域的长度不能大于一个字节的长度,也就是说不能超过8位二进位。 
  3. 位域可以无位域名,这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如: 
struct k 

 int a:1 
 int :2 /*该2位不能使用*/ 
 int b:3 
 int c:2 
}; 
  从以上分析可以看出,位域在本质上就是一种结构类型, 不过其成员是按二进位分配的。 
  二、位域的使用 
  位域的使用和结构成员的使用相同,其一般形式为: 位域变量名•位域名 位域允许用各种格式输出。 
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); 

  上例程序中定义了位域结构bs,三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量PBit。这表示位域也是可以使用指针的。 

  程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量PBit。第14行用指针方式给位域a重新赋值,赋为0。第15行使用了复合的位运算符"&=", 该行相当于: PBit->b=PBit->b&3位域b中原有值为7,与3作按位与运算的结果为3(111&011=011,十进制值为3)。同样,程序第16行中使用了复合位运算"|=", 相当于: PBit->c=PBit->c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。 

使用位域的主要目的是压缩存储,其大致规则为: 
1) 如果相邻位域字段的类型相同,且其位宽之和小于类型的sizeof大小,则后面的字段将紧邻前一个字段存储,直到不能容纳为止; 
2) 如果相邻位域字段的类型相同,但其位宽之和大于类型的sizeof大小,则后面的字段将从新的存储单元开始,其偏移量为其类型大小的整数倍; 
3) 如果相邻的位域字段的类型不同,则各编译器的具体实现有差异,VC6采取不压缩方式,Dev-C++采取压缩方式; 
4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段,则不进行压缩; 
5) 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。

转发自:http://www.360doc.com/content/09/0318/16/113975_2846158.shtml

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