C语言中位域对齐讲解

总结一下位域，其他的article太乱太杂，没有针对性

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前言

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 （bool）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。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、位域是什么？

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  example
{

	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 example
{

	int a:8;
	
	int b:2;
	
	int c:6;

}data;

说明data为example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。
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 example

{

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。
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。
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 example

{

	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。

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二、内存对齐

如果结构体中含有位域(bit-field)，那么VC中准则是：

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(不同位域字段存放在不同的位域类型字节中)，Dev-C++和GCC都采取压缩方式；

系统会先为结构体成员按照对齐方式分配空间和填塞(padding),然后对变量进行位域操作。
理解了吗？试着做下面几个例子(VS 2003)。

#pragma pack(1)

struct example{

	char a:4;
	
	short b:4;
	
	short c:4;
	
	long d;

};
#pragma pack()

输出example: sizeof:7

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总结

以上就是今天要讲的内容~