C语言除了开发桌面应用等,还有一个很重要的领域,那就是「单片机」开发。单片机上的硬件资源十分有限,容不得我们去肆意挥洒。单片机使一种集成电路芯片,使采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的CPU、RAM、ROM、I/O、中断系统、定时器/计数器等功能(有的还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工控领域使用广泛。
对于这样的设备,通常内存只有256B,那么能够给我们利用的资源就十分珍贵了。在这种情况下,如果我们只需要定义一个变量来存放布尔值,一般就申请一个整型变量,通过1和0来间接存储。但是,显然1和0只用1个bit就能够放完,而一个整型却是4个字节,也就是32bit。这就造成了内存的浪费。
好在,C语言为我们提供了一种数据结构,称为「位域」(也叫位端、位字段)。也就是把一个字节中的二进制位划分,并且你能够指定每个区域的位数。每个域有一个域名,并允许程序中按域名进行单独操作。
使用位域的做法是在结构体定义的时候,在结构体成员后面使用冒号(:)和数字来表示该成员所占的位数。
//Example 08
#include <stdio.h>
int main(void)
{
struct Test
{
unsigned int a : 1;
unsigned int b : 1;
unsigned int c : 2;
} test;
test.a = 0;
test.b = 1;
test.c = 2;
printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", test.a, test.b, test.c);
printf("size of test = %d\n", sizeof(test));
return 0;
}
运行结果如下:
//Consequence 08
a = 0, b = 1, c = 2
size of test = 4
如此一来,结构体test只用了4bit,却存放下了0、1、2三个整数。但是由于2在二进制中是10,因此占了2个bit。如果把test.b赋值为2,那么:
//Consequence 08 V2
a = 0, b = 0, c = 2
size of test = 4
可以看到,b中的10溢出了,只剩下0。
当然,位域的宽度不能够超过本身类型的长度,比如:
那么就会报错:
错误 C2034 “main::test::a”: 位域类型对位数太小
位域成员也可以没有名称,只要给出类型和宽度即可:
struct Test
{
unsigned int x : 1;
unsigned int y : 2;
unsigned int z : 3;
unsigned int : 26;
};
无名位域一般用来作为填充或者调整成员的位置,因为没有名称,所以无名位域并不能够拿来使用。 |
arm compiler v6编译器,好像支持不了位域操作?