結構體中的位域

工程師WWW發表於2015-04-30
結構體
位域

　　有些資訊在儲存時，並不需要佔用一個完整的位元組， 而只需佔幾個或一個二進位制位。例如在存放一個開關量時，只有0和1 兩種狀態， 用一位二進位即可。為了節省儲存空間，並使處理簡便，C語言又提供了一種資料結構，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個位元組中的二進位劃分為幾個不同的區域，並說明每個區域的位數。每個域有一個域名，允許在程式中按域名進行操作。 這樣就可以把幾個不同的物件用一個位元組的二進位制位域來表示。一、位域的定義和位域變數的說明位域定義與結構定義相仿，其形式為： 

　　struct 位域結構名 

　　{ 位域列表 };

　　其中位域列表的形式為： 型別說明符 位域名：位域長度 

　　例如： 

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

　　位域變數的說明與結構變數說明的方式相同。 可採用先定義後說明，同時定義說明或者直接說明這三種方式。例如： 

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

　　說明data為bs變數，共佔兩個位元組。其中位域a佔8位，位域b佔2位，位域c佔6位。對於位域的定義尚有以下幾點說明：

　　1. 一個位域必須儲存在同一個位元組中，不能跨兩個位元組。如一個位元組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*/
　unsigned b:4 /*從下一單元開始存放*/
　unsigned c:4
} 

　　在這個位域定義中，a佔第一位元組的4位，後4位填0表示不使用，b從第二位元組開始，佔用4位，c佔用4位。

　　2. 由於位域不允許跨兩個位元組，因此位域的長度不能大於一個位元組的長度，也就是說不能超過8位二進位。
　　3. 位域可以無位域名，這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如： 

struct k
{
　int a:1
　int :2 /*該2位不能使用*/
　int b:3
　int c:2
}; 

　　從以上分析可以看出，位域在本質上就是一種結構型別， 不過其成員是按二進位分配的。

　　二、位域的使用

　　位域的使用和結構成員的使用相同，其一般形式為： 位域變數名·位域名 位域允許用各種格式輸出。

main(){
　struct bs
　{
　　unsigned a:1;
　　unsigned b:3;
　　unsigned c:4;
　} bit,*PBit;
　bit.a=1;
　bit.b=7;
　bit.c=15;
　printf("%d,%d,%d/n",bit.a,bit.b,bit.c);
　PBit=&bit;
　PBit->a=0;
　PBit->b&=3;
　PBit->c|=1;
　printf("%d,%d,%d/n",PBit->a,PBit->b,PBit->c);
} 

　　上例程式中定義了位域結構bs，三個位域為a,b,c。說明了bs型別的變數bit和指向bs型別的指標變數PBit。這表示位域也是可以使用指標的。

　　程式的9、10、11三行分別給三個位域賦值。( 應注意賦值不能超過該位域的允許範圍)程式第12行以整型量格式輸出三個域的內容。第13行把位域變數bit的地址送給指標變數PBit。第14行用指標方式給位域a重新賦值，賦為0。第15行使用了複合的位運算子"&="， 該行相當於： PBit->b=PBit->b&3位域b中原有值為7，與3作按位與運算的結果為3(111&011=011,十進位制值為3)。同樣，程式第16行中使用了複合位運算"|="， 相當於： PBit->c=PBit->c|1其結果為15。程式第17行用指標方式輸出了這三個域的值。 

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