C语言中关于位域的介绍

时间:2023-01-11 18:36:25
    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(并非指某一位域类型,而是多位域合并的基本类型) 位域名:位域长度

struct WbitF { unsigned int b0: 1; 
unsigned char b0 :1;
unsigned char b1:1;
unsigned char b2:1;
unsigned char b3:1;
unsigned char b4:1;
unsigned char b5:1;
unsigned char b6:1;
unsigned char b7:1;
unsigned char b8:1;
unsigned char b9:1;
unsigned char b10:1;
unsigned char b11:1;
unsigned char b12:1;
unsigned char b13:1;
unsigned char b14:1;  
unsigned char b15:1;

     }  
每个都占一位,若不够放存入下个字节中。1共占2个字节 :1是按位存储。
 
基本的成员变量就会被拆分!这个语法在初级编程中很少用到,但是在高级程序设计中不断地被用到!
例如:  struct student  {
                 unsigned int sex : 1;
                 unsigned int age : 15;
 };
上述结构体中的两个成员 sex 和 age 加起来只占用了一个 unsigned int 的空间(假设 unsigned int 为 16 位)。  基本成员变量被拆分后,访问的方法仍然和访问没有拆分的情况是一样的,例如:  struct student sweek;  sweek.sex = MALE;// 这里的 MALE 只能是 0 或 1 ,值不能大于 1  sweek.age = 20;  虽然拆分基本成员变量在语法上是得到支持的,但是并不等于我们想怎么分就怎么分,例如下面的拆分显然是不合理的:  struct student  {                    unsigned int sex : 1;                  unsigned int age : 12;  };  这是因为 1+12 = 13 , 不能再组合成一个基本成员,不能组合成 char 、 int 或任何类型,这显然是不能 “ 自圆其说 ” 的。

  

二、keil中字节与位域的顺序关系  

keil中不支持二进制数据,如0b0101,这样编译器无法通过。在使用位域时,会过多的使用位操作,如& | << >>等操作。
关于字节和位域之间的转换,如下:
typedef struct {
u8 model_flag :2;
u8 fan_rank :2;
u8 windsweeper :1;
u8  :3;
}set_status
set_status set_info; 
set_info = buff[1];//把一个字节赋给位域结构体
这里需要注意的是,结构体刚好设置为一个字节,可以容纳buff[1]这个字节。 特别注意的是:位域结构体中的各个变量的分配时从该字节的低位开始的。若buff为0110 1010,那么model_flag为 10,fan_rank为 10,windsweeper为 0,未用的三个位是011。