C语言位域(位段)

超、凢脫俗 2022-09-23 12:52 201阅读 0赞

有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节，而只需占几个或一个二进制位。例如开关只有通电和断电两种状态，用0和1表示足以，也就是用一个二进位。所以C语言又提供了一种数据结构，称为位域或位段。  
位域在应用开发中较少使用，你可以暂时跳过，遇到相关问题再回来温习。  
所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个区域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。  
位域的定义和位域变量的说明  
  
  
位域的定义与结构类似，形式为：  
struct 位域结构名\{  
    位域列表  
\};  
其中位域列表的形式为：  
类型说明符 位域名: 位域长度;  
例如：  
struct bs\{  
    int a:8;  
    int b:2;  
    int c:6;  
\};  
可以先定义位域再定义位域变量，也可以同时定义。例如：  
struct bs data;  
或者：  
struct bs\{  
    int a:8;  
    int b:2;  
    int c:6;  
\} data;  
说明data为bs变量，共占两个字节。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。  
对位域的几点说明  
  
  
1) 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如果一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如：  
struct bs\{  
    unsigned a:4;  
    unsigned :0;  //空域  
    unsigned b:4;  //从下一单元开始存放  
    unsigned c:4  
\}  
在这个位域定义中，a占第一字节的4位，后4位填0表示不使用，b从第二字节开始，占用4位，c占用4位。  
  
  
2) 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进位。  
  
  
3) 位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如：  
struct k\{  
    int a:1;  
    int  :2;  //该2位不能使用  
    int b:3;  
    int c:2;  
\};  
从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型，不过其成员是按二进位分配的。  
  
  
位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为：  
位域变量名·位域名;  
位域允许用各种格式输出。  
  
  
【示例】位域的使用。  
\#include <stdio.h>  
int main()\{  
    struct\{  
        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);  
    return 0;  
\}  
运行结果：  
1, 7, 15  
0, 3, 15  
  
  
程序第15行使用了复合的位运算符&=，该行相当于：  
pbit->b=pbit->b&3;  
位域b中原有值为7，与3作按位与运算的结果为3（111&011=011，十进制值为3）。同样，程序第16行中使用了复合位运算符|=，相当于：  
pbit->c=pbit->c|1;  
其结果为15。