C語言中結(jié)構(gòu)體的位域（bit-fields）

2019-11-08 01:49:03

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供稿：網(wǎng)友

有些信息在存儲(chǔ)時(shí)，并不需要占用一個(gè)完整的字節(jié)，而只需占幾個(gè)或一個(gè)二進(jìn)制位。例如在存放一個(gè)開關(guān)量時(shí)，只有0和1 兩種狀態(tài)，用一位二進(jìn)位即可。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，并使處理簡(jiǎn)便，C語言又提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域，并說明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。這樣就可以把幾個(gè)不同的對(duì)象用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)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(jié)構(gòu)定義相仿，其形式為： struct 位域結(jié)構(gòu)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; int b:2; int c:6; }; 位域變量的說明與結(jié)構(gòu)變量說明的方式相同。可采用先定義后說明，同時(shí)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(gè)字節(jié)（這里假定int類型長度為16位，通常int都是32位）。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。對(duì)于位域的定義尚有以下幾點(diǎn)說明： 1. 一個(gè)位域必須存儲(chǔ)在同一個(gè)單元中，不能跨兩個(gè)單元。如一個(gè)單元所剩空間不夠存放另一位域時(shí)，應(yīng)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 unsigned b:4 unsigned c:4 } 這個(gè)位域定義中，a占第一字節(jié)的4位，后4位填0表示不使用，b從第二字節(jié)開始，占用4位，c占用4位。 2. 位域可以無位域名，這時(shí)它只用來作填充或調(diào)整位置。無名的位域是不能使用的。例如： struct k { int a:1 int :2 int b:3 int c:2 }; 從以上分析可以看出，位域在本質(zhì)上就是一種結(jié)構(gòu)類型，不過其成員是按二進(jìn)位分配的。簡(jiǎn)而言之，言而簡(jiǎn)之這是位域操作的表示方法，也就是說后面加上“：1”的意思是這個(gè)成員的大小占所定義類型的1 bit，“：2”占2 bit，依次類推。當(dāng)然大小不能超過所定義類型包含的總bit數(shù)。一個(gè)bytes(字節(jié))是8 bit(bit)。例如你的結(jié)構(gòu)中定義的類型是u_char，一個(gè)字節(jié)，共8bit，最大就不能超過8。 32位機(jī)下， short是2字節(jié)，共16bit，最大就不能超過16. int是4字節(jié)，共32bit，最大就不能超過32. 依次類推。這樣定義比較省空間。例如你上面的結(jié)構(gòu)，定義的變量類型是u_char，是一字節(jié)類型，即8bit。 fc_subtype占了4bit，fc_type占2bit,fc_PRotocol_version占2bit，共8bit，正好是一個(gè)字節(jié)。其他八個(gè)成員,各占1bit，共8bit，正好也是一個(gè)字節(jié)。因此你的結(jié)構(gòu)的大小如果用sizeof（struct frame_control）計(jì)算，就是2bytes.

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