C语言位域精解

或许看到题目时,某些C/C++小鸟们甚至虾米级人物都会怀疑C99规定中有这么一个东东.当学生年代人人捧着本80,90年代红遍大江南北的老潭版<<C语言程序设计>>中曾有过这么一节内容.毕竟现在computer的硬件发展遵循着某某定理成倍增长.内存有64K......,16M,32M,64M,128M,256,512,1G,2G....除非资源还相对有限的嵌入式设备上开发,对于PC,Workstation,Server端,程序员还在乎什么节省内寸,随便就几十个字节的开辟heap,stack上memory.这也就是为什么90年代后期,基于虚拟机技术的Java,.Net能够得以生存或发展的缘故,试比较在只有几M Ram的年代,光个JVM或framework就能吃光它(JVM本质上就是个Virtual PC,和现在流行的Vmvare,Virtual PC software有异曲同工之处),就更不用说定时GC会在这段没GC的时间内内存消耗膨胀了(这也就是为什么跑Java Application一段时间后会很慢的缘故).哎,我又犯老毛病了,知道的东西太多,说起某点,就联系到某线,然后是某面,呵呵,忽悠么!言归正传: 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。
例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态，用一位二进位即可。为了节省存储空间，
并使处理简便，Ｃ语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。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。每个域有一个
域名，允许在程序中按域名进行操作。这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进
制位域来表示。一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿，其形式为：
        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;
};
位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。可采用先定义后说明，同时定义说明或者
直接说明这三种方式。例如：
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。对于位
域的定义尚有以下几点说明：
       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。二、位域的使用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。
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);
}
上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型
的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。
程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程
序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量
pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。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"|=".之所以要有透析基础知识这么个分栏,就是告诉大家重在细节的道理,粗略的东西谁都懂,修炼内功为高手的必经之路.

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