[应用相关] C 位域

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 楼主| wanduzi 发表于 2019-11-22 23:22 | 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。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. }


 楼主| wanduzi 发表于 2019-11-22 23:22 | 显示全部楼层
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
  1. Memory size occupied by status1 : 8
  2. Memory size occupied by status2 : 4
 楼主| wanduzi 发表于 2019-11-22 23:22 | 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. };

 楼主| wanduzi 发表于 2019-11-22 23:23 | 显示全部楼层
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。

 楼主| wanduzi 发表于 2019-11-22 23:25 | 显示全部楼层
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:
  1. struct
  2. {
  3.   unsigned int age : 3;
  4. } 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。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; // 二进制表示为 1000 有四位,超出
  15.    printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

  16.    return 0;
  17. }
 楼主| wanduzi 发表于 2019-11-22 23:25 | 显示全部楼层
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:
  1. Sizeof( Age ) : 4
  2. Age.age : 4
  3. Age.age : 7
  4. Age.age : 0
antusheng 发表于 2019-11-23 18:34 | 显示全部楼层
试了一下,3位不应该是3吗,怎么是4呢?
antusheng 发表于 2019-11-23 18:35 | 显示全部楼层
谁给解释解释,这程序占位设置是3,怎么sizeof是4?
downcount 发表于 2019-11-24 09:59 | 显示全部楼层
分配空间是不会分配3字节出来的,会导致其他区域无法对齐
guanjiaer 发表于 2019-12-11 10:48 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
观海 发表于 2019-12-11 10:51 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
八层楼 发表于 2019-12-11 10:53 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
晓伍 发表于 2019-12-11 10:56 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
磨砂 发表于 2019-12-11 10:56 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
木木guainv 发表于 2019-12-11 11:01 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
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