3、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。
struct bs
{
unsigned a:1;
unsigned b:3;
unsigned c:4;
} bit,*pbit;
bit.a=1;
bit.b=7;
注意:位域的赋值不能超过该域所能表示的最大值,如b只有3位,能表示的最大数为7,若赋为8,就会出错
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。 我们再来看看下面两个结构体定义:
struct foo2 {
char a : 2;
char b : 3;
char c : 1;
};
struct foo3 {
char a : 2;
char b : 3;
char c : 7;
};
我们来打印一下这两个结构体的大小,我们得到的结果是:
sizeof(struct foo2) = 1
sizeof(struct foo3) = 2
显然都不是我们期望的,如果按照正常的内存对齐规则, 这两个结构体大小均应该为3才对,那么问题出在哪了呢? 首先通过这种现象我们可以肯定的是:带有'位域'的结构体并不是按照每个域对齐的,而是将一些位域 成员'捆绑'在一起做对齐的。 以foo2为例,这个结构体中所有的成员都是char型的,而且三个位域占用的总空间为6 bit < 8 bit(1 byte),这时编译器会将这三个成员'捆绑'在一起做对齐,并且以最小空间作代价,这就是为什么我们得到sizeof(struct foo2) = 1这样的结果的原因了。 再看看foo3这个结构体,同foo2一样,三个成员类型也都是char型,但是三个成员位域所占空间之和为9 bit > 8 bit(1 byte),这里位域是不能跨越两个成员基本类型空间的,这时编译器将a和b两个成员'捆绑'按照char做对齐,而c单独拿出来以char类型做对齐, 这样实际上在b和c之间出现了空隙,但这也是最节省空间的方法了。 我们再看一种结构体定义:
struct foo4 {
char a : 2;
char b : 3;
int c : 1;
};
在foo4中虽然三个位域所占用空间之和为6 bit < 8 bit(1 byte),但是由于char和int的对齐系数是不同的,是不能捆绑在一起,那是不是a、b捆绑在一起按照char对齐,c单独按照int对齐呢? 我们 打印一下sizeof(struct foo4)发现结果为8,也就是说编译器把a、b、c一起捆绑起来并以int做对齐了。 就是说不够一个类型的size时,将按其中最大的那个类型对齐,此处按int对齐。 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,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++,GCC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。
struct s1
{
int i: 8;
int j: 4;
int a: 3;
double b;
};
struct s2
{
int i: 8;
int j: 4;
double b;
int a:3;
};
printf("sizeof(s1)= %d/n", sizeof(s1));
printf("sizeof(s2)= %d/n", sizeof(s2));
result: 16, 24
第一个结构体中,i,j,a共占15个位,不足8个字节,按double 8字节对齐,共16字节 第二个结构体中,i,j共占12位,不足8字节,按8字节对齐,a也按8字节对齐,加上double共8+8+8=24个字节
|