自定义类型 (2) 结构体详解（位段）

在上一篇博客中，我们介绍了结构体以空间换时间的做法：内存对齐，在这篇博客中，将会介绍结构体节省空间的方法:位段

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🚩1.位段的声明以及存储

位段的声明与结构体的声明相似，但又有所不同

typedef struct student
{
	char a : 2;
	char b : 5;
	int c : 5;
}student;

可以看到，位段的声明和普通结构体变量的声明的区别是，成员变量的声明后有一个 : 还有一个数字，这是什么意思呢？其实是代表占几个字节，再解释一下就是，char a，先开辟了一个一个字节的空间，然后把其中的三个位，给a，然后再往下看，char b:5，再把上次没用完的空间给b，判断一下，够五个，给b，不够就再建一个新的字节，然后int c:5，由于c和a，b占的字节大小都不一样，所以他单独开辟一个空间，并把其中的五个位给c，如果把空间用二进制表示画图表示如下:

假定一个圈代表一位，那么内存表示就是这样的，可以看到，a和b同处于一个字节当中，这就是位段的好处了，可以节省空间，下面我们看一个例子：

typedef struct student
{
	char a : 2;
	long b : 5;
	int c : 5;
}student;
int main()
{
	student a = { 1,18,1 };
	return 0;
}

经过这样的赋值以后，我们先按照之前的思路分析一下其在内存中是如何存储的：
先开辟了一个字节的空间，然后分给a一个位，然后转向long b，因为字节对齐，所以b从偏移量为4的地址处开辟空间，然后把其中五位给b，再转向int c，由于int 和long是同大小的变量，所以把a没用完的位分给c五个，并赋值。
现在看看内存中的存储情况

在这里注意几个点：
1.vs是小端字节序，也就是低地址存低位
2.位段的空间是从低地址开始给的
3.位段中也出现了和内存对齐相仿的对齐现象（在不同大小的成员变量之间存在）。

我们明明存的是 1，18，1为什么内存中存储的是32呢？，我们把18先用二进制表示 0001 0010，要注意在这段空间中只有五个是属于b的也就是 10010剩下的空间是给下一个成员变量的，下一个成员变量的值是1，从上一个变量剩下的空间开始赋值 那也就是 0011 0010 再用16进制表示那就是32了。
通过这样的例子，大家应该初步了解位段是个什么东西了，但是还有一些注意的点，在这里总结一下：

📍注意！

1.位段的成员必须属于整型家族的类型
2.如果上一个成员变量所处的空间的剩余不足以支撑下一个成员变量，那将会开辟新的空间
3.你给成员多少个位，那成员就只能使用多少个位，超出的部分会截断（保留低位）
4.位段虽然能节省空间，但是有很多不确定因素，跨平台很危险，通用性，可移植程序应该避免使用位段

📍位段的跨平台问题（不确定因素）

1.int 是无符号数还是有符号数这是不确定的
2.平台使用的是大端字节序还是小端字节序这是无法确定的
3.对于不足以支撑下一个成员开辟的空间，是舍弃还是利用，这是无法确定的

在这里解释一下第二点，其实意思就是vs采用的是小端字节序，低地址存低位，所以分配空间时是从左往右分配，但要是其他大端平台，那就是低地址存高位，我还想从低位开始分配的话，那就是从右往左开始分配。举个例子：

typedef struct student
{
	char a : 2;
	long b : 5;
	int c : 5;
}student;
int main()
{
	student a = { 1,18,1 };
	return 0;
}

还是这样的一个位段，给b分配空间的时候，b是 0001 0010，a分配以后是 0011 0010，这是没有问题的，但是这是一个四个字节的空间，完整表示是
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0010
经过vs编译以后存放的顺序是 32 00 00 00
但是要是经过大端平台就是 00 00 00 32 ，所以你要是把vs定义的位段放在其他平台，那大概率会出错，虽然位段节省了空间，但是存在跨平台的问题。