C語言位域

爲什麼要有位域

           數據在存儲時並不需要佔用一個完整的字節,只需要幾個或一個二進制位,爲了節省空間,並處理簡單,C語言提供了位域。

例如:
struct bs
{int a:8;int b:2;int c:6;};
要點:


       1. 一個位域必須存儲在同一個字節中,不能跨兩個字節。如一個字節所剩空間不夠存放另一位域時,應從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如:

struct bs {
unsigned a:4;
unsigned :0 ;/*空域*/
char b:4 ;/*從下一單元開始存放*/
unsigned c:4;
}data;
VC6(默認的配置,未作任何優化選擇) 對空域的處理。
實驗中,0x0012ff74爲變量data的起始地址,位域a填充0x0012ff74的後四位,位域b從0x0012ff78開始,佔據0x0012ff78的後四位。所以空域佔據了從a開始的4個位剩餘部分。
乍看 VC6對空域的處理是依據空域的類型,即unsigned。其實不然。
經試驗,空域所佔大小和 a的類型及 空餘的類型 二者皆相關。
即以下四種情況,
a,空域皆爲char時,二者共佔據1字節
a 爲unsigned,空域爲unsigned; a 爲char,空域爲unsigned; a 爲unsigned,空域爲char;這三種情況,二者共佔據4字節。
2. 位域的長度不能大於指定類型固有長度,比如說int的位域長度不能超過32,bool的位域長度不能超過8。
3. 位域可以無位域名,這時它只用來作填充或整位置。無名的位域是不能使用的。例如:
struct k
{int a:1int :2 /*該2位不能使用*/int b:3int c:2};
從以上分析可以看出,位域在本質上就是一種結構類型, 不過其成員是按二進位分配的。

位域的對齊
如果結構體中含有位域(bit-field),那麼VC中準則是:
1) 如果相鄰位域字段的類型相同,且其位寬之和小於類型的sizeof大小,則後面的字段將緊鄰前一個字段存儲,直到不能容納爲止;
2) 如果相鄰位域字段的類型相同,但其位寬之和大於類型的sizeof大小,則後面的字段將從新的存儲單元開始,其偏移量爲其類型大小的整數倍;
3) 如果相鄰的位域字段的類型不同,則各編譯器的具體實現有差異,VC6採取不壓縮方式(不同位域字段存放在不同的位域類型字節中),Dev-C++和GCC都採取壓縮方式;
系統會先爲結構體成員按照對齊方式分配空間和填塞(padding),然後對變量進行位域操作。

在GCC中的存儲:
經測試從第一個字節開始存儲的。
例如:
struct A{
unsigned a:3;
unsigned b :5;
}
這樣的一個結構體佔四個字節,其中a和b成員變量放在第一個字節中,a放在第一個字節的後三位,b放在第一個字節的前五位。





    

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