C语言位域 冒号

转自: http://blog.youkuaiyun.com/gooduler/article/details/4592636
  结构体中常见的冒号的用法是表示位域。   

     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。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   
   unsigned   b:4   
   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  
  {  
   int   a:1 
   int   :2   
   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/n",bit.a,bit.b,bit.c); 
   pbit=&bit;  
   pbit->a=0;  
   pbit->b&=3;  
   pbit->c|=15;  
  printf("%d,%d,%d/n",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。

### C语言的概念及用法 #### 什么是是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]。 #### 的特点 - **高效利用内存**:通过指定变量的具体宽来减少存储开销。 - **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`关键字创建带有的结构体。每个成员由名称、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 unsigned int field2 : m; // 表示field2占m }; ``` 其中 `n` 和 `m` 是正整数,分别指定了该字段占据多少。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保存一个八无符号字符型变量的不同部分: ```c #include <stdio.h> // 声明含的结构体 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,并打印它们的状态[^4]。 #### 需要注意的地方 - 不同平台上,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。 - 获取成员地址的操作被禁止,因为这些成员未必于连续的内存单元上。 ---
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