[牛人杂谈] C 的位域,呵呵,好多人应该不会吧

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 楼主| zhuotuzi 发表于 2017-5-30 22:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
如果程序的结构中包含多个开关量,只有 TRUE/FALSE 变量,如下:
  1. struct
  2. {
  3.   unsigned int widthValidated;
  4.   unsigned int heightValidated;
  5. } status;
这种结构需要 8 字节的内存空间,但在实际上,在每个变量中,我们只存储 0 或 1。在这种情况下,C 语言提供了一种更好的利用内存空间的方式。如果您在结构内使用这样的变量,您可以定义变量的宽度来告诉编译器,您将只使用这些字节。例如,上面的结构可以重写成:
  1. struct
  2. {
  3.   unsigned int widthValidated : 1;
  4.   unsigned int heightValidated : 1;
  5. } status;
现在,上面的结构中,status 变量将占用 4 个字节的内存空间,但是只有 2 位被用来存储值。如果您用了 32 个变量,每一个变量宽度为 1 位,那么 status 结构将使用 4 个字节,但只要您再多用一个变量,如果使用了 33 个变量,那么它将分配内存的下一段来存储第 33 个变量,这个时候就开始使用 8 个字节。
 楼主| zhuotuzi 发表于 2017-5-30 22:44 | 显示全部楼层
让我们看看下面的实例来理解这个概念:
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <string.h>

  3. /* 定义简单的结构 */
  4. struct
  5. {
  6.   unsigned int widthValidated;
  7.   unsigned int heightValidated;
  8. } status1;

  9. /* 定义位域结构 */
  10. struct
  11. {
  12.   unsigned int widthValidated : 1;
  13.   unsigned int heightValidated : 1;
  14. } status2;

  15. int main( )
  16. {
  17.    printf( "Memory size occupied by status1 : %d\n", sizeof(status1));
  18.    printf( "Memory size occupied by status2 : %d\n", sizeof(status2));

  19.    return 0;
  20. }
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Memory size occupied by status1 : 8
Memory size occupied by status2 : 4

 楼主| zhuotuzi 发表于 2017-5-30 22:46 | 显示全部楼层
位域声明在结构内声明位域的形式如下:
  1. struct
  2. {
  3.   type [member_name] : width ;
  4. };
下面是有关位域中变量元素的描述:
元素描述
type整数类型,决定了如何解释位域的值。类型可以是整型、有符号整型、无符号整型。
member_name位域的名称。
width位域中位的数量。宽度必须小于或等于指定类型的位宽度。
带有预定义宽度的变量被称为位域。位域可以存储多于 1 位的数,例如,需要一个变量来存储从 0 到 7 的值,您可以定义一个宽度为 3 位的位域,如下:

struct
{
  unsigned int age : 3;
} Age;

上面的结构定义指示 C 编译器,age 变量将只使用 3 位来存储这个值,如果您试图使用超过 3 位,则无法完成。
 楼主| zhuotuzi 发表于 2017-5-30 22:47 | 显示全部楼层
让我们来看下面的实例:
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <string.h>

  3. struct
  4. {
  5.   unsigned int age : 3;
  6. } Age;

  7. int main( )
  8. {
  9.    Age.age = 4;
  10.    printf( "Sizeof( Age ) : %d\n", sizeof(Age) );
  11.    printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

  12.    Age.age = 7;
  13.    printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

  14.    Age.age = 8;
  15.    printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

  16.    return 0;
  17. }
当上面的代码被编译时,它会带有警告,当上面的代码被执行时,它会产生下列结果:
Sizeof( Age ) : 4
Age.age : 4
Age.age : 7
Age.age : 0

mintspring 发表于 2017-6-2 17:22 | 显示全部楼层
在一个位的操作上,用这个方法非常方便。
598330983 发表于 2017-6-3 17:15 | 显示全部楼层
略懂略懂。。
zhuomuniao110 发表于 2017-6-5 16:08 | 显示全部楼层
这个基础点还是很薄弱的,学习一下。
稳稳の幸福 发表于 2017-6-5 18:51 | 显示全部楼层
今晚回去看看我下载的C Primer Plus,论坛有的。
huangcunxiake 发表于 2017-7-15 22:24 | 显示全部楼层
刚学过这个概念。
 楼主| zhuotuzi 发表于 2017-7-17 15:05 | 显示全部楼层
好多C语言教程上没有这个概念,但是单片机里面很多用。
zhuomuniao110 发表于 2017-7-17 19:48 | 显示全部楼层
学了之后就会了。
dongnanxibei 发表于 2017-7-17 20:41 | 显示全部楼层
貌似一种结构体的变种。
dongnanxibei 发表于 2017-7-17 20:42 | 显示全部楼层
仔细看看,确实是结构体的玩意儿。
chen472015439 发表于 2017-8-3 12:13 | 显示全部楼层
如果确定变量的状态只需0或1,就应该这样写
it_yrj 发表于 2017-8-4 14:04 | 显示全部楼层
zhuotuzi 发表于 2017-5-30 22:46
位域声明在结构内声明位域的形式如下:
下面是有关位域中变量元素的描述:带有预定义宽度的变量被称为位域 ...

超出位域宽度范围的部分直接忽略掉了。
it_yrj 发表于 2017-8-4 14:06 | 显示全部楼层
zhuotuzi 发表于 2017-7-17 15:05
好多C语言教程上没有这个概念,但是单片机里面很多用。

《C程序设计》上都没有提到这部分
稳稳の幸福 发表于 2017-8-4 16:16 | 显示全部楼层
国内的书好多是没有的。。
21mengnan 发表于 2017-8-4 21:26 | 显示全部楼层
学习了,课本上没有这个点。会不会是单片机独有的?
yiy 发表于 2017-8-6 21:49 | 显示全部楼层
这是用一个变量操作一个BIT的唯一方式。要不然只能间接操作了。
Lbsonggz 发表于 2017-8-15 19:31 | 显示全部楼层
便于内存管理,避免浪费flash,这是结构体的基本应用啊
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