C语言中位域(bit struct)和#pragma pack(n)指令对其影响。

刚才看INTERNETWORKING with TCP/IP Volume 3的时候看到下面代码

struct  rtp ... {
  unsigned int rtp_cc:4
....
} ;

有点奇怪，不知道这个unsigned int rtp_cc:4是什么意思，照例google了下得到如下信息：

有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节， 而只需占几个或一个二进制位。
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。一、位域的定义和位域变量的说明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;
} ;

 位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明，同时定义说明或者
直接说明这三种方式。例如：

struct  bs
... {
        int a:8;
        int b:2;
        int c:6;
} data;

说明data为bs变量，共占两个字节。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。

（上面的说法好像不太对，我们假设sizeof(int) == 4，那么 sizeof(data) 的值应该是4，也就是说结构体 data 占用了一个 int 所占用的空间。

如图所示：

                xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx

                                                               ---- ---- (data.a 所占的空间 8 bits)

                                                          -- (data.b 所占的空间 2bits)

                                            ---- -- (data.c 所占的空间 6bits) 

可以看到 a, b, c一共占用了低16位的空间。）

对于位域的定义尚有以下几点说明：
       1. 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不
够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。
例如：

struct  bs
... {
        unsigned a:4
        unsigned :0 /**//*空域*/
        unsigned b:4 /**//*从下一单元开始存放*/
        unsigned c:4
}

在这个位域定义中，a占第一字节的4位，后4位填0表示不使用，b从第二字节开始，占用
4位，c占用4位。

（我觉得这里不应该是以字节为单位，应该是以定义的类型为单位，如上例中，就应该以 unsigned 为一个单位，b 从第二个unsigned 开始。

个人觉得，对于空域，不用去管里头到底是 0 还是1，意义不大，因为你访问不到他。

）
        2. 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也
就是说不能超过8位二进位。

（按照以上的理解，就说明位域的长度不能够超过所定义类型的长度，例如 定义： int a:36就是不允许的）
        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  k
... {
        int a:1
        int :2 /**//*该2位不能使用*/
        int b:3
        int c:2
} ;

从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型， 不过其成员是按二进位分配的。
二、位域的使用位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为：
        位域变量名·位域名
位域允许用各种格式输出。

main() ... {
        struct bs
        ...{
                unsigned a:1;
                unsigned b:3;
                unsigned c:4;
        } bit,*pbit;
        bit.a=1;
        bit.b=7;
        bit.c=15;
        printf("%d,%d,%d ",bit.a,bit.b,bit.c);
        pbit=&bit;
        pbit->a=0;
        pbit->b&=3;
        pbit->c|=1;
        printf("%d,%d,%d ",pbit->a,pbit->b,pbit->c);
}  

上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型
的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。
程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程
序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量
pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。第15行使用了复合的位运算符"&="，
该行相当于：pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值为7，与3作按位与运算的结果为3
(111&011=011,十进制值为3)。同样，程序第16行中使用了复合位运算"|="， 相当于：pbit->c=pbit->c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。

使用位域的主要目的是压缩存储，其大致规则为： 
 
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，Dev-C++采取压缩方式； 
4)  如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩； 
5)  整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。

上面的信息来自http://blog.youkuaiyun.com/jiyucn/archive/2006/07/01/862085.aspx。

对我来说位域对那些对关系每位是什么的程序提供了便利。

还有就是#pragma pack(n)对位域的影响和其他类型相同。
看下面程序：

#include  < iostream >
// #pragma pack(1)
struct  bs
... {
    int a:1;
    int b:5;
    int c:4;
    int d:6;
    char e:2;
    char f:6;
} ;

struct  s
... {
    int a;
    int b;
    int c;
    int d;
    char e;
    char f;
} ;

int  main()
... {
    std::cout<<sizeof(bs)<<sizeof(s);
    bs _bs;
    //std::cout<<sizeof(_bs.e); //error C2070: 'char': illegal sizeof operand
    return 0;
}

在这里bs总共占有 4+3+1 byte
4: sizeof(int)
3: for the alignment
1: sizeof(char)
位域是将C一个类型的变量分开（提供一个分开操作某种数据类型的机制，使操作粒度到达bit级别）管理
如果把上面程序中第二行的注释去掉
则bs总共占用 4+1 byte
4: sizeof(int)
//3: alignment every 1 byte accoeding to the #pragma pack(1), so this blank is removed.
1: sizeof(char)

这里给出struct s最为对比
注释掉pack指令
sizeof(s) = 4+4+4+4+2+2 = 20 byte
加上pack指令
sizeof(s) = 4+4+4+4+1+1 = 18 byte

又遇到一个C中不懂的东西。以后绝对不能在简历中写：精通C/C++.真的还有很长路要走。

http://www.tanshuotech.com/pcweb/