位域是指信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节，而只需占一个或几个二进制位。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。(摘自百度百科)
一、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;
};
二、位域的几点说明：
1、一个位域必须存储在同一个存储单元中,不能跨两个单元。如果某存储单元空间中不能容纳下一个位域,则该空间不用，而从下一个存储单元起存放该位段。例如：
struct as
{
unsigned a:4;
unsigned b:29;//从下一单元开始存放
};
所以sizeof(as)=8;
struct bs
{
unsigned a:4;
unsigned b:27;
};
所以sizeof(bs)=4;
2、位域的长度不能大于数据类型本身的长度，比如int类型就能超过32位二进位，char类型就不能超过8位二进位。例如：
struct bs
{
unsigned a:4;
unsigned b:33;//出错
};
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 bs
{
unsigned a:4;
unsigned :3;//无名位域，不能使用
unsigned b:5;
};
三、位域的对齐(摘自百度百科)
如果结构体中含有位域(bit-field)，那么VC中准则是：
1、如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止；
2、如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；
3、如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，VC6采取不压缩方式（不同位域字段存放在不同的位域类型字节中），Dev-C++和GCC都采取压缩方式：系统会先为结构体成员按照对齐方式分配空间和填塞（padding）,然后对变量进行位域操作。
四、举例
#include <iostream>
using namespace std;
typedef struct A
{
unsigned a:4;
unsigned b:2;
unsigned c:20; //当没有占满一个存储单元时,结构体的大小对齐为一个存储单元的大小
unsigned d:7; //前面已经为26,故7+26>33已超过一个存储单元,所以7在一个新的存储单元存放
unsigned e:28;//由于前面的7在一个新的存储单元的开头存放,且28+7>32, 故在另一个新的存储单元存放
unsigned :3;//可以定义无名位段,此例中该无名位段占用3位的空间,该空间将不被使用
}; //由于前面的28在一个新的存储单元的开头存放,且28+3<32, 故不用在另一个新的存储单元存放
//所以最后求出的A的大小是4 + 4 + 4 =12
typedef struct B
{
unsigned a:4;
unsigned b:2;
unsigned c:20;
unsigned d:6;
//unsigned i:1;当多出此行时,该结构体大小由4变为8,因为此行之前正好为32位
};
typedef struct C
{
unsigned a:4;
unsigned b:2;
unsigned :0; //定义长度为0的位段时不能指定名字,否则编译不过
unsigned c:1; //定义了0字段后,紧接着的下一个成员从下一个存储单元开始存放;
}; //此例子中,c前面那个存储单元中的余下的26位中被0填充了
//所以最后求出的A的大小是4 + 4 = 8
int main()
{
A a; B b;C c;
cout<<"sizeof(a)="<<sizeof(A)<<endl;
cout<<"sizeof(b)="<<sizeof(b)<<endl;
cout<<"sizeof(c)="<<sizeof(c)<<endl;
system("pause");
return 0;
}
运行结果：
