结构体实现位段

一、位段是什么

位段的声明和结构是类似的，有两个不同：

1. 位段的成员必须是 int、unsigned int 、signed int 或char。

2. 位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。（数字表示分配几个比特位，这个数字不能超过前面类型的bit位的大小，int不能超过32，char不能超过8）

二、位段的内存分配

Ⅰ.开辟空间

位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的⽅式来开辟的。（一般情况下位段的成员是同一类型的）

eg：

struct A
{
 int _a:2;
 int _b:5;
 int _c:10;
 int _d:30;
};

看到是int型，先开辟4个字节，也就是32个bit位

_a用掉2个bit位，_b用掉5个bit位，_c用掉10个bit位，此时32个bit位还剩15个bit位，_d要30个bit位，15个bit位不够放了，所以要再开辟4个字节，有32个bit位，够放_d的30个bit位了。虽然此时我们不知道_d的这30个bit位是不是有15个放在剩下的15个中再放新开辟的还是全部放新开辟的32个bit位中，但是我们明确知道开辟struct A用了2个字节

Ⅱ.使用开辟的空间存储数据

struct S
{
 char a:3;
 char b:4;
 char c:5;
 char d:4;
};
int main()
{
printf("%d\n",sizeof(struct S);
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;
return 0;
}

char先开辟1个字节，也就是8个bit位，先放a的3个bit位，剩下5个，够放b的4个bit位，还剩1个不够放c的5个bit位，所以要新开辟1个字节，也就是8个bit位，放了c的5个bit位，还剩3个bit位不够放d的4个bit位，再开辟1个字节也就是8个bit位，够放d的4个bit位，所以开辟S用了3个字节也就是24个bit位

那么数据怎么使用开辟的空间呢？

在内存中s有3个字节的空间，如下图

补充知识：

①数据以二进制存在内存中

②地址是以十六进制显示，每1位十六进制表示4位二进制

char a需要3个bit位，s向内存申请了1个字节，a将数据10从低位到高位放入，10的二进制是1010，只能将010放在开辟给a的3个bit位中；

b将数据12对应的二进制1100从低到高放入剩下的bit位中，还剩1个bit位

c将数据3对应的二进制0011放入第二个开辟的1个字节中，给c开辟了5个bit位，从低到高位放入内存中

d将数据4对应的二进制0100放入第3个开辟的1个字节中，给d开辟了4个bit位，从低到高放入内存中

所以abcd在内存中是这么存的01100010  00000011  00000100，转成十六进制是620304，可以查看s的地址检验一下

注意不要将这与大小端字节序搞混了，大小端是数据超过一个字节才有的存储顺序问题的概念，而这里一次开辟一个字节存放数据

三、问题

跟结构相⽐，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。

即不同平台的存放从左往右还是从右往左、剩余的bit位不够是直接开辟新的还是先用了不够再开辟等的标准不一样