大小端模式与位字段小总结

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原创最新推荐文章于 2026-03-23 00:14:21 发布 2.8k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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最近看代码，突然看到以下的，当时就震惊了，除了MFC的一些，还是第一次看到类里定义牵扯到宏的。加上以前对大小端和位字段的接触都很少，只是看到，然后粗看，飘过那种，想不到还真遇到了，于是总结下。

class DownlinkControlField {

public:
#if defined(__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
    unsigned short res1:2;
    unsigned short ack:2;
    unsigned short res2:2;
    unsigned short dir:1;
    unsigned short sof:1;
    unsigned short mf:1;
    unsigned short packet_type:2;
    unsigned short transparent:1;
#elif defined (__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
    unsigned short ack:2;
    unsigned short res1:2;
    unsigned short transparent:1;
    unsigned short packet_type:2;
    unsigned short mf:1;
    unsigned short sof:1;
    unsigned short dir:1;
    unsigned short res2:2;
#endif
};

一、大小端

简而言之，大端是高对低，小端是高对高。后来一搜，说是大小端，居然是有个故事的。格列佛游记里一个故事，小人国的领导下了一道命令，规定人民在剥鸡蛋时必须从小的一段（little-end）开始。这规定惹恼了一群觉得应该从大端（big-end）开始剥的人，后来演变成纷争。支持little-end的人称为little-endian，支持big-end的人称为bid-endian。（来自http://bbs.c114.net/viewthread.php?tid=376162）

这样就好理解了，大端就是先放高位，放在低地址，小端就是先放小的，放在低地址。其实老外还是蛮有意思的。关于大小端讲的蛮不错的一篇文章http://my.oschina.net/alphajay/blog/5478?from=rss

大小端定义的头文件，在楼主ubuntu下为/usr/include/linux/typeoders目录下，一个little_endian.h一个big_endian.h；在楼主的vc6头文件中还有一个，C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\VC98\Include目录下，endian.h。编译记得加上-D选项，如-D__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD

有时候面试题会考到大小端的判断。应用到union的特性：union存储时，所有成员共用一个存储空间；union的存放顺序从低地址开始。于是如果判断cpu是大小端的c程序如下：

 /*return 1 : little-endian, return 0:big-endian*/
int checkCPUendian(){
union {
unsigned int a;
unsigned char b;            
}c;
c.a = 1;
return (c.b == 1);      

}

二、位字段

在存储空间宝贵的情况下，有时候需要将多个对象保存在一个机器字中。通常的方法是定义一个与相关位的位置对应的屏蔽码集合，如

#define  KEYWORD 01
#define  EXTERNAL 02
#define  STATIC      04

这样，访问这些位就变味了移位运算、屏蔽运算以及补码运算等。尽管这方法简单可行，不过Ｃ语言还提供了另一种可替代的方法，来直接定义和访问一个字中的位字段的能力，不需要按位逻辑运算。

struct bytedata
   {
         unsigned a:2;   /*位段a，占2位*/
         unsigned:6;     /*无名位段，占6位，但不能访问*/
         unsigned:0;     /*无名位段，占0位，表下一位段从下一字边界开始*/
         unsigned b:10; /*位段b，占10位*/
         int i;               /*成员i，从下一字边界开始*/
    } data;

对于位字段，需要注意以下：

1)一个字段必须存储在同一存储单元（word）中，不能跨越2个单元。如果单元空间不够，则剩余空间不用，从下月单元开始存放。

2）字段的所有属性几乎都有具体实现有关（所以才有如上的大小端下不同的情况）

3）特殊宽度0可以用来强制在下一个字边界上对齐

4）无名字段（只有一个冒号和宽度）起填充作用（感觉像哑元素？）

5）字段不是数组，且没有地址，所以不能用&符号

6）字段可以仅仅声明为int，为方便移植，需要显式声明该int为signed还是unsigned类型。

7) 位段名不是变量名，比如首先int i:3，再int j:5，并不是在2个单独int中，所以在计算sizeof结构体的时候注意下

以前总觉得好多面试题钻的方向挺诡异的，现在才发现，的确是应用到了一些工程的实践啊，只是敲点小代码玩，的确没这个需求

参考网址：http://www.cnblogs.com/xiaoliyu/archive/2008/11/18/1335711.html

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