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C 位域 | 小熊教程

C 位域

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如果程序的结构中包含多个开关量,只有 TRUE/FALSE 变量,如下:

 struct {   unsigned int widthValidated;   unsigned int heightValidated; } 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:

 struct {   unsigned int widthValidated : 1;   unsigned int heightValidated : 1; } 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:

实例

#include <stdio.h> #include <string.h> /* 定义简单的结构 */ struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status1; /* 定义位域结构 */ struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status2; int main( ) { printf( "Memory size occupied by status1 : %d/n", sizeof(status1)); printf( "Memory size occupied by status2 : %d/n", sizeof(status2)); return 0; }

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

 Memory size occupied by status1 : 8 Memory size occupied by status2 : 4 

位域声明

在结构内声明位域的形式如下:

 struct {   type [member_name] : width ; }; 

下面是有关位域中变量元素的描述:

元素 描述
type 只能为 int(整型),unsigned int(无符号整型),signed int(有符号整型) 三种类型,决定了如何解释位域的值。
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。

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:

 struct {   unsigned int age : 3; } 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:

实例

#include <stdio.h> #include <string.h> struct { unsigned int age : 3; } Age; int main( ) { Age.age = 4; printf( "Sizeof( Age ) : %d/n", sizeof(Age) ); printf( "Age.age : %d/n", Age.age ); Age.age = 7; printf( "Age.age : %d/n", Age.age ); Age.age = 8; // 二进制表示为 1000 有四位,超出 printf( "Age.age : %d/n", Age.age ); return 0; }

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:

 Sizeof( Age ) : 4 Age.age : 4 Age.age : 7 Age.age : 0 
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