C语言关于位域的概念和使用小结
LWH China shenzhen C 语言关于位
LWH China shenzhen C 语言关于位域的概念和使用小结
--------------- 2013.05
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 语言提供了一种数据结构，称为“位域”。
所谓“位域”是把一个数据类型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数据类型的二进制位来表示。
一、位域的定义和位域变量，其形式为：
struct 位域结构名
{
位域列表
} 位域变量名;
位域列表的形式为： 类型说明符 位域名 ：位域长度；
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： 定义bits 的位域结构，位域变量名为data ：
struct bits
{
int a:4;
int b:6;
int c:4;
int d:4;
int e:14;
} data;
在上例中data 为bits 变量，共占4个字节。其中位域a 占4位，位域b 占
,LWH China shenzhen 6位，位域c 占4位, 位域d 占4位，位域e 占14位。
二、位域的定义规则
位域的定义大致具有如下规则：
1. 一个位域可以存储在同一个字节中，也可以跨不同但相邻的几个个字节。
例如：
struct bits
{
int a:4;
int b:6;
int c:4;
int d:4;
int e:14;
} data;
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位域的使用和结构体的使用相同，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。
例如：
Int main(void)
{
struct bits
{
unsigned a:1;
unsigned b:3;
unsigned c:4;
} bit,*pbit;
bit.a=1; bit.b=7; bit.c=15;
printf( "d,d,dn ",bit.a,bit.b,bit.c);
pbit=&bit;
pbit-> a=0; pbit-> b&=3; pbit-> c|=1;
printf( "d,d,dn ",pbit-> a,pbit-> b,pbit-> c);
return 0；
}
上例程序中定义了位域结构bsit ，三个位域为a,b,c 。说明了bits 类型的变量bit 和指向bits 类型的指针变量pbit 。这表示位域也是可以使用指针的。
四、位域的作用以及位域结构体的存储
位域成员不能单独被取sizeof 值。C99规定int 、unsigned int和bool 可以作为位域类型，但编译器几乎都对此作了扩展，允许其它类型类型的存在。
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，
,LWH China shenzhen 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。
五、位域结构的位域存储顺序问题
我们知道字节存储顺序有高字节优先的big-endian 大端存储法（高字节数据放在低字节地址处）和低字节优先的little-endian 小端存储法，无论使用大端法还是小端法，都不存在技术原因，只是涉及到处理器厂商的立场和习惯。INTEL 的X86平台使用小端法，IBM 、 Motorola 、Sun Microsystem的大多数微处理器则使用大端法，还有部分微处理器可以由用户自己设置是使用大端法还是小端法，如ARM 、MIPS 、PowerPC 等。
位域在存储时的顺序和它的编译器有关，一般是先申请的放在低位。
程序举例如下：
#include
void main()
{
} data; struct bits { int a :4; int b :6; int c :4; int d :4; int e :14;
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} data.a=1; data.b=19; data.c=1; data.d=2; data.e=0; printf("xn",data); printf("dn",sizeof(data));
其输出结果为：
即结构体成员申请是按照顺序从低地址开始。所以上边结构体在内存中数据的排列顺序为
高地址 低地址
data.e=0; data.d=2; data.c=1; data.b=19; data.a=1;
限于个人知识有限，如有纰漏敬请见谅与斧正。
