C语言中的位域结构体

本文详细介绍了C语言中的位域结构体,包括位域的概念、定义方法及其注意事项。此外,还提供了位域变量的使用实例。

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C语言中的位域结构体


一、什么是位域结构体?

    在数据表达的过程中,有的时候我们并不需要一个完整的字节来表示,例如在表示二逻辑状态数据的时候我们只需要一个二进制位(0、1)就能够很好的表达出来。同样的出于节省空间或者精简数据,减小数据大小,以提高数据传输速度等因素的考虑,C语言提供了一种称为位域(位段)的数据结构。在位域(位段)结构中,把一个字节中的二进位划分为几多个不同的区域,并对每个区域的位数加以说明(即给每个域提供一个域名,也可缺省),使得在程序中可以按域名对数据进行操作。

 

二、位域结构体如何定义?

    位域(位段)定义的格式与结构体的定义格式相类似:

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
	{
		unsigned int: 1;		// bit_0 位域名缺省, 无名位域
		unsigned int bit_1 : 1;	// bit_ 位定义域名为 bit_1
		unsigned int bit_2 : 1;			    
		unsigned int bit_3 : 2;				
		unsigned int bit_5 : 1;		
		unsigned int bit_6 : 1; 			
		unsigned int bit_7 : 1;			
	} OneByte;						// 一个字节共8位

三、定义位域结构体时需要注意的问题

1、一个位域必须存储在同一个字节中,不能跨两个字节存储。如果一个字节所剩空间不够存放另一位域时,剩余的空间应该使用空域填充或无名位域填充,声明不使用,然后从下一单元开始存放这个位域。例如:

struct 
	{
  	unsigned a:4
  	unsigned :0 /*空域,用于填充,声明本字节中剩余位不使用(空穴)*/
  	unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/
  	unsigned c:4
	}TowByte;

2、一个位域的长度不能大于一个int的长度(32bit位)

3、一个位域可以不定义位域名,但此时它只能用来作填充或调整位置。无名位域是不能在程序中使用的。


四、位域变量的使用

位域变量的使用方式和结构成员的使用方式相同,其使用格式为:
	位域变量名·位域名
	位域变量指针->位域名
而且位域变量是允许使用各种格式输出的。例如:
OneByte b_Byte, *p_Byte;

b_Byte.bit_2= 0;
p_Byte->bit_3= 1;
b_Byte.bit_5= 1;
p_Byte->bit_6= 0;
p_Byte->bit_7= 1;
printf("%d,%d,%d\n", b_Byte.bit_2, p_Byte->bit_3, b_Byte.bit_5, p_Byte->bit_6, p_Byte->bit_7);

p_Byte->bit_3 &= 0;
p_Byte->bit_5 |= 0;
printf("%d,%d\n",p_Byte->bit_3, b_Byte.bit_5);








C语言中的共用体(Union)和(Bit-Field)是用来优化内存使用和灵活操作数据的工具。 共用体是一种特殊的数据类型,它允许不同的变量共享同一块内存空间。共用体中的成员变量共享同一内存,占用内存大小等于最大成员的大小。通过修改共用体的一个成员变量的值,可以影响到其他成员变量的值。共用体适用于在不同的数据类型之间进行转换或者存储占用内存大小不定的数据。 是一种特殊的结构体成员变量,可以指定成员变量占用的数,从而实现对内存空间的灵活利用。的成员变量必须是整型数据类型,并且的大小不能超过该整型类型的大小。可以用于减小数据结构占用的内存大小,以及进行数据的操作。 共用体和结构体可以一起使用。通过在结构体中定义共用体成员变量,可以实现对内存的灵活使用和数据的高效操作。共用体可以用于存储不同类型的数据,而可以用于压缩数据的存储空间。这种结合使用的方式可以为我们的程序带来更加高效和节省内存的特点。 总结起来,C语言中的共用体和结构体提供了一种优化内存使用和操作数据的方式。它们可以灵活地对内存空间进行利用,并且能够高效地操作数据。通过合理的使用共用体和结构体,我们可以达到节省内存和提高程序执行效率的目的。
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