(持续更新中!!~)2、原来可以这样理解C语言_自定义类型:结构体(4/8)结构体实现位段

目录

 4. 结构体实现位段

4.1 什么是位段

4.2 位段的内存分配

4.3 位段的跨平台问题

4.4 位段的应⽤

4.5 位段使⽤的注意事项


 4. 结构体实现位段

结构体讲完就得讲讲结构体实现 位段 的能⼒。

4.1 什么是位段

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 ,在C99中位段成员的类型也可以 选择其他类型。

        2. 位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。

⽐如:

struct A

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

A就是⼀个位段类型。

那位段A所占内存的⼤⼩是多少?

printf("%d\n", sizeof(struct A));

4.2 位段的内存分配

1. 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char 等类型

2. 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。

3. 位段涉及很多不确定因素,位段是不跨平台的,注重可移植的程序应该避免使⽤位段。

//⼀个例⼦ 

struct S

{
 char a:3;
 char b:4;
 char c:5;
 char d:4;
};

struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;

//空间是如何开辟的? 

4.3 位段的跨平台问题

        1. int位段被当成有符号数还是⽆符号数是不确定的。

        2. 位段中最⼤位的数⽬不能确定。(16位机器最⼤16,32位机器最⼤32,写成27,在16位机器会 出问题。

        3. 位段中的成员在内存中从左向右分配,还是从右向左分配,标准尚未定义。

        4. 当⼀个结构包含两个位段,第⼆个位段成员⽐较⼤,⽆法容纳于第⼀个位段剩余的位时,是舍弃 剩余的位还是利⽤,这是不确定的。

        总结: 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。

4.4 位段的应⽤

        下图是⽹络协议中,IP数据报的格式,我们可以看到其中很多的属性只需要⼏个bit位就能描述,这⾥ 使⽤位段,能够实现想要的效果,也节省了空间,这样⽹络传输的数据报⼤⼩也会较⼩⼀些,对⽹络 的畅通是有帮助的。

4.5 位段使⽤的注意事项

        位段的⼏个成员共有同⼀个字节,这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置,那么这些位 置处是没有地址的。内存中每个字节分配⼀个地址,⼀个字节内部的bit位是没有地址的。

        所以不能对位段的成员使⽤&操作符,这样就不能使⽤scanf直接给位段的成员输⼊值,只能是先输⼊ 放在⼀个变量中,然后赋值给位段的成员。

struct A

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

int main()
{
 struct A sa = {0};
 scanf("%d", &sa._b);//这是错误的 
 
 //正确的⽰范 
 int b = 0;
 scanf("%d", &b);
 sa._b = b;
 return 0;
}

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