C语言位段
假设C程序中包含了一些分组在一个名为状态结构TRUE/FALSE的变量,如下所示:
struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status;
这种结构需要8个字节的存储空间,但在实际我们将存储0或1到每一个变量。 C语言编程提供了一个更好的办法,利用在这样的情况下的内存空间。如果使用的是结构中这样的变量,那么可以定义一个变量,它告诉C编译器只使用这些字节数的宽度。例如,上述的结构可以被重新写为如下:
struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status;
现在,上面的结构将需要4个字节的存储空间用于状态变量,但只有2位将被用来存储数值。如果使用32个变量,每一个都带有1位的宽度,那么也状态结构将使用4个字节,但必须要33个变量,那么它将分配内存插槽旁边,它开始使用8个字节。让我们看看下面的例子来理解这个概念:
#include <stdio.h> #include <string.h> /* define simple structure */ struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status1; /* define a structure with bit fields */ struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status2; int main( ) { printf( "Memory size occupied by status1 : %d ", sizeof(status1)); printf( "Memory size occupied by status2 : %d ", sizeof(status2)); return 0; }
让我们编译和运行上面的程序,这将产生以下结果:
Memory size occupied by status1 : 8 Memory size occupied by status2 : 4
位段声明
位字段的声明类似于结构体的形式:
struct { type [member_name] : width ; };
以下位字段变量元素的描述:
元素 | 描述 |
---|---|
type | 整数类型决定了位字段的值。该类型可以是int,signed int,unsigned int类型。 |
member_name | 位字段的名称 |
width | 位字段的比特数。宽度必须小于或等于指定的类型的比特宽度 |
具有预定义宽度所定义的变量被称为位域。位字段可容纳超过例如一个位,如果需要一个变量来存储值从0到7,那么可以用3位的宽度定义位域,如下所示:
struct { unsigned int age : 3; } Age;
上述结构定义指示C编译器的age变量将只使用3位来存储的值,如果尝试使用超过3位,那么它不会让你这样做。让我们试试下面的例子:
#include <stdio.h> #include <string.h> struct { unsigned int age : 3; } Age; int main( ) { Age.age = 4; printf( "Sizeof( Age ) : %d ", sizeof(Age) ); printf( "Age.age : %d ", Age.age ); Age.age = 7; printf( "Age.age : %d ", Age.age ); Age.age = 8; printf( "Age.age : %d ", Age.age ); return 0; }
当上述代码被编译它会警告在编译和执行时,它产生了以下结果:
Sizeof( Age ) : 4 Age.age : 4 Age.age : 7 Age.age : 0