清晰解读C语言中的比特序、字节序、位域、大小端

最新推荐文章于 2025-05-05 08:15:14 发布
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hyh_cool/article/details/127856617
本文详细介绍了C语言中的比特序（位序）概念，包括LSB 0 和 MSB 0 位序，并通过实例解释了它们的区别。接着，文章探讨了字节序和大小端模式，阐述了它们在多字节数据存储中的应用，并提供了判断系统大小端的方法。最后，讨论了位域的存储规则，指出位域的分配与系统字节序的关系。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

一、比特序/位序

比特序表示一个字节中8个比特位（bit）之间的顺序问题。分为LSB 0 位序和MSB 0 位序。

LSB:最低有效位 MSB:最高有效位

LSB(least significant bit) 0位序：数据的最低位存放在字节的第0位。

MSB (most significant bit) 0位序：数据的最高位存放在字节的第0位。

例如有一个十进制的数为174，对应的二进制数为1010 1110.

1.在LSB 0 位序下，其存储形式如下图：

数据流的顺序为0-1-1-1-0-1-0-1

2.在MSB 0 位序下，其存储形式如下图：

数据流的顺序为1-0-1-0-1-1-1-0

CPU存储数据操作的最小单位是一个字节（Byte），其内部的比特序对程序员并不可见。

二、字节序和大小端

只有多字节数据存储时才会考虑大小端。

数据的高字节保存在内存的低地址，称为大端模式（大端序）。

数据的高字节保存在内存的高地址，称为小端模式（小端序）。

对于大端模式，一个占有4个字节类型的数据0x00112233在内存中如下分布：

对于小端模式，数据0x00112233在内存中如下分布：

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C语言中的位域、字节序、比特序、大小端
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自http://blog.chinaunix.net/uid-25909722-id-2749575.html点击打开链接
玩儿转C语言：bit 位域大小端转换及传输
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注：这篇文章在c语言的位结构体定义上，以及内部存储和通信传输上介绍了很多，转载保存以备查看！ 计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为 8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于 8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然
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深入理解C语言(三)——位域
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本文介绍了位域使用的一些规则和使用限制，详细介绍了位域元素的概念、未命名域，原子性，内存排布，大小端和使用限制等内容。
大小端：字节序与比特序
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前言 前两天被问到一个关于大小端的问题，很久没接触，回答的支支吾吾，说到底还是自己对这个了解的不彻底，今天补上。
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Byte and Bit Order Dissection（解析字节序和比特序）
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### C语言中位域的概念及用法 #### 什么是位域？ 位域是C语言中的一个重要特性，允许开发者对结构体成员进行按位操作。它主要用于节省内存空间并实现更精细的硬件控制[^1]。 #### 位域的特点 - **高效利用内存**：通过指定变量的具体位宽来减少存储开销。 - **灵活性**：能够精确地定义数据所需的比特数，适用于嵌入式开发场景。 - **限制性**：由于位域可能跨越字节边界，其行为依赖于编译器实现和目标平台架构[^2]。 #### 定义与语法 在C语言中，可以通过`struct`关键字创建带有位域的结构体。每个位域成员由名称、冒号分隔符以及表示宽度的整数值组成： ```c struct BitField { unsigned int field1 : n; // 表示field1占n位 unsigned int field2 : m; // 表示field2占m位 }; ``` 其中 `n` 和 `m` 是正整数，分别指定了该字段占据多少位。如果未命名某个字段，则此匿名字段仅作为填充用途[^3]。 #### 示例代码 下面展示了一个简单的例子说明如何使用位域保存一个八位无符号字符型变量的不同部分： ```c #include <stdio.h> // 声明含位域的结构体 typedef struct { unsigned char b0 : 1; unsigned char b1 : 1; unsigned char b2 : 1; unsigned char b3 : 1; unsigned char b4 : 1; unsigned char b5 : 1; unsigned char b6 : 1; unsigned char b7 : 1; } Bits; int main() { unsigned char var = 0xD6; // 将整个字节赋给位域结构 Bits bits = *(Bits*)&var; printf("------------\n"); printf("var=%#x\n", var); printf("bits.b0=%d\n", bits.b0); printf("bits.b1=%d\n", bits.b1); printf("bits.b2=%d\n", bits.b2); printf("bits.b3=%d\n", bits.b3); printf("bits.b4=%d\n", bits.b4); printf("bits.b5=%d\n", bits.b5); printf("bits.b6=%d\n", bits.b6); printf("bits.b7=%d\n", bits.b7); printf("------------\n"); return 0; } ``` 运行上述程序会得到如下输出结果： ``` ------------ var=0xd6 bits.b0=0 bits.b1=1 bits.b2=1 bits.b3=0 bits.b4=1 bits.b5=0 bits.b6=1 bits.b7=1 ------------ ``` 这里展示了如何解析单个字节内的各个独立位，并打印它们的状态[^4]。 #### 需要注意的地方 - 不同平台上，位域的实际布局可能会有所不同，这取决于具体的编译器设置及其默认规则。 - 获取位域成员地址的操作被禁止，因为这些成员未必位于连续的内存单元上。 ---
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