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C-类型-结构体-位域

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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 1 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。

典型的实例：

  • 用 1 位二进位存放一个开关量时，只有 0 和 1 两种状态。
  • 读取外部文件格式——可以读取非标准的文件格式。例如：9 位的整数。

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：

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struct 位域结构名
{
  位域列表
};

其中位域列表的形式为：

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类型说明符 位域名 : 位域长度

例如：

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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：

  • 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。

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    struct bs{
      unsigned int a:4;
      unsigned int  :4;    /* 空域 */
      unsigned int b:4;    /* 从下一单元开始存放 */
      unsigned int c:4
    }

  • 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。如果最大长度大于计算机的整数字长，一些编译器可能会允许域的内存重叠，另外一些编译器可能会把大于一个域的部分存储在下一个字中。

  • 位域可以是无名位域，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。

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    struct k{
      int a:1;
      int  :2;    /* 该 2 位不能使用 */
      int b:3;
      int c:2;
    };

使用

位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为：

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位域变量名.位域名
位域变量名->位域名