C 位域
C 语言教程
· 2019-02-19 18:12:11
如果程序的结构中包含多个开关量,只有 TRUE/FALSE 变量,如下:
struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status;
这种结构需要 8 字节的内存空间,但在实际上,在每个变量中,我们只存储 0 或 1。在这种情况下,C 语言提供了一种更好的利用内存空间的方式。如果您在结构内使用这样的变量,您可以定义变量的宽度来告诉编译器,您将只使用这些字节。例如,上面的结构可以重写成:
struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status;
现在,上面的结构中,status 变量将占用 4 个字节的内存空间,但是只有 2 位被用来存储值。如果您用了 32 个变量,每一个变量宽度为 1 位,那么 status 结构将使用 4 个字节,但只要您再多用一个变量,如果使用了 33 个变量,那么它将分配内存的下一段来存储第 33 个变量,这个时候就开始使用 8 个字节。让我们看看下面的实例来理解这个概念:
实例
#include <stdio.h>
#include <string.h>
/* 定义简单的结构 */
struct
{
unsigned int widthValidated;
unsigned int heightValidated;
} status1;
/* 定义位域结构 */
struct
{
unsigned int widthValidated : 1;
unsigned int heightValidated : 1;
} status2;
int main( )
{
printf( "Memory size occupied by status1 : %d\n", sizeof(status1));
printf( "Memory size occupied by status2 : %d\n", sizeof(status2));
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Memory size occupied by status1 : 8 Memory size occupied by status2 : 4
位域声明
在结构内声明位域的形式如下:
struct { type [member_name] : width ; };
下面是有关位域中变量元素的描述:
元素 | 描述 |
---|---|
type | 整数类型,决定了如何解释位域的值。类型可以是整型、有符号整型、无符号整型。 |
member_name | 位域的名称。 |
width | 位域中位的数量。宽度必须小于或等于指定类型的位宽度。 |
带有预定义宽度的变量被称为位域。位域可以存储多于 1 位的数,例如,需要一个变量来存储从 0 到 7 的值,您可以定义一个宽度为 3 位的位域,如下:
struct { unsigned int age : 3; } Age;
上面的结构定义指示 C 编译器,age 变量将只使用 3 位来存储这个值,如果您试图使用超过 3 位,则无法完成。让我们来看下面的实例:
实例
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct
{
unsigned int age : 3;
} Age;
int main( )
{
Age.age = 4;
printf( "Sizeof( Age ) : %d\n", sizeof(Age) );
printf( "Age.age : %d\n", Age.age );
Age.age = 7;
printf( "Age.age : %d\n", Age.age );
Age.age = 8; // 二进制表示为 1000 有四位,超出
printf( "Age.age : %d\n", Age.age );
return 0;
}
当上面的代码被编译时,它会带有警告,当上面的代码被执行时,它会产生下列结果:
Sizeof( Age ) : 4 Age.age : 4 Age.age : 7 Age.age : 0
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