C 語言中的段位操作

C 語言中的段位操作

1.位段結構中位段的定義格式爲: 
unsigned <成員名>:<二進制位數> 
例如: 
struct bytedata 
{unsigned a:2; /*位段a,佔2位*/ 
unsigned:6; /*無名位段,佔6位,但不能訪問*/ 
unsigned:0; /*無名位段,佔0位,表下一位段從下一字邊界開始*/ 
unsigned b:10; /*位段b,佔10位*/ 
int i; /*成員i,從下一字邊界開始*/ 
}data; 
2.
(1)一個位段必須存儲在同一存儲單元(即字)之中,不能跨兩個單元。如果其單元空間不夠,則剩餘空間不用,從下一個單元起存放該位段。 
(2)可以通過定義長度爲0的位段的方式使下一位段從下一存儲單元開始。
(3)可以定義無名位段。 
(4)位段的長度不能大於存儲單元的長度。 
(5)位段無地址,不能對位段進行取地址運算。
(6)位段可以以%d,%o,%x格式輸出。 
(7)位段若出現在表達式中,將被系統自動轉換成整數。 
拷貝2:C語言中的結構是有實現位段的能力的,噢!你問它到底是什麼形式是吧?這個問題呆會給你答案。讓我們先看看位段的作用:位段是在字段的聲明後面加一個冒號以及一個表示字段位長的整數來實現的。這種用法又被就叫作“深入邏輯元件的編程”,如果你對系統編程感興趣,那麼這篇文章你就不應該錯過!
  我把使用位段的幾個理由告訴大家:1、它能把長度爲奇數的數據包裝在一起,從而節省存儲的空間;2、它可以很方便地訪問一個整型值的部分內容。
  首先我要提醒大家注意幾點:1、位段成員只有三種類型:int ,unsigned int 和signed int這三種(當然了,int型位段是不是可以取負數不是我說了算的,因爲這是和你的編譯器來決定的。位段,位段,它是用來表示字段位長(bit)的,它只有整型值,不會有7.2這種float類型的,如果你說有,那你就等於承認了有7.2個人這個概念,當然也沒有char這個類型的);2、成員名後面的一個冒號和一個整數,這個整數指定該位段的位長(bit);3、許多編譯器把位段成員的字長限制在一個int的長度範圍之內;4、位段成員在內存的實現是從左到右還是從右到左是由編譯器來決定的,但二者皆對。
  下面我們就來看看,它到底是什麼東西(我先假定大家的機器字長爲32位):
  Struct WORD
  {
unsigned int chara: 6:
unsigned int font : 7;
unsigned int maxsize : 19;
  };
  Struct WORD chone;
  這一段是從我編寫的一個文字格式化軟件摘下來的,它最多可以容納64(既我說的unsigned int chara :6; 它總共是6位)個不同的字符值,可以處理128(既unsigned int font : 7 ;既2的7次方)種不同的字體,和2的19次方的單位長度的字。大家都可以看到maxsize是19位,它是無法被一個short int 類型的值所容納的,我們又可以看到其餘的成員的長度比char還小,這就讓我們想起讓他們共享32位機器字長,這就避免用一個32位的整數來表示maxsize的位段。怎麼樣?還要注意的是剛纔的那一段代碼在16位字長的機器上是無法實現的,爲什麼?提醒你一下,看看上面提醒的第3點,你會明白的!
你是不是發現這個東西沒有用啊?如果你點頭了,那你就錯了!這麼偉大的創造怎麼會沒有用呢(你對系統編程不感興趣,相信你會改變這麼一個觀點的)?磁盤控制器大家應該知道吧?軟驅與它的通信我們來看看是怎麼實現的下面是一個磁盤控制器的寄存器:
│←5→│←5→│←9→│←8→│←1→│←1→∣←1→∣←1→∣←1→∣
  上面位段從左到右依次代表的含義爲:5位的命令,5位的扇區,9位的磁道,8位的錯誤代碼,1位的HEAD LOADED,1位的寫保護,1位的DISK SPINNING,1位的錯誤判斷符,還有1位的READY位。它要怎麼來實現呢?你先自己寫寫看:
  struct DISK_FORMAT
  {
   unsigned int command : 5;
     unsigned sector : 5;
   unsigned track : 9 ;
   unsigned err_code : 8;
   unsigned ishead_loaded : 1;
   unsigned iswrit_protect : 1;
   unsigned isdisk_spinning : 1;
   unsigned iserr_ocur : 1;
   undigned isready :1 ;
  }; 
  注:代碼中除了第一行使用了unsigned int 來聲明位段後就省去了int ,這是可行的,詳見ANCI C標準。
  如果我們要對044c18bfH的地址進行訪問的話,那就這樣:
  #define DISK ((struct DISK_FORMAT *)0x044c18bf)
  DISK->sector=fst_sector;
  DISK->track=fst_track;
  DISK->command=WRITE;
  當然那些都是要宏定義的哦!
  我們用位段來實現這一目的是很方便的,其實這也可以用移位或屏蔽來實現,你嘗試過就知道哪個更方便了!

測試代碼:

#i nclude <stdio.h>

int main()
{
    struct
    {
        unsigned short s1 : 4;
        unsigned short s2 : 3;
        unsigned short s3 : 2;
    }x;
    
    char c= 0x7A; // 0111 1010 b
    x.s1 = c;
printf( "%x/n", x.s1 );
return 0;
}

根據編譯器的不同,可能出現大端和小端的問題,小端就是從低位開始取值,大端就是從高位取值。

常見爲小端模式。

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