结构体存储--位域
1、位域简介
在嵌入式编程中，经常会遇到下面的结构：
-
struct _data
-
{
-
char a:
6;
-
char b:
2;
-
char c:
7;
-
}data;
在存储信息的时候，我们可能并不需要占用一个完整的字节，而只需占一个或几个二进制位，如要存储一个八进制数据，只需要3 个二进制位就够了。为了节省存储空间，C 语言提供了位域这种数据结构。所谓位域，就是把存储空间中的二进制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。
2、位域的定义及变量的说明
定义位域的一般形式如下：
-
struct 位域结构名{
-
类型说明符 位域名a：位域长度；
-
……
-
类型说明符 位域名b：位域长度；
-
}；
位域变量的说明：
以开头提到结构体来说明：data 为struct _data 类型变量。占有2个字节，其中a:占6位，b占2位，c占7位；
3、位域定义的几点说明
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。
2） 位域的长度不能大于指定类型固有长度，比如说int的位域长度不能超过32，bool的位域长度不能超过8。
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 data_ {
-
int a:
1
-
int :
2
/*该2位不能使用*/
-
int b:
3
-
int c:
2
-
}data;
4、位域使用及存储空间说明
1）位域的使用：
-
struct 位域结构名{
-
类型说明符 位域名：位域长度；
-
……
-
类型说明符 位域名：位域长度；
-
} 位域变量名
1，位域变量名
2……；
-
-
/*其中，位域结构名可以省略掉，直接定义位域变量，如：*/
-
struct {
-
类型说明符 位域名：位域长度；
-
……
-
类型说明符 位域名：位域长度；
-
} 位域变量名
1，位域变量名
2……；
-
-
/*还可以先定义位域类型，再定义位域变量名，如：*/
-
struct 位域结构名{
-
类型说明符 位域名：位域长度；
-
……
-
类型说明符 位域名：位域长度；
-
}；
-
struct 位域结构名 位域变量名
1，位域变量名
2……；
2) 位域存储空间说明
示例1：
-
#include
-
struct data_ {
-
char a :
5;
-
char b :
3;
-
char c :
7;
-
}data;
-
-
int main()
-
{
-
-
printf(
"data 的起始地址是：%p\n",&data);
-
printf(
"data 的占有的字节数：%d\n",
sizeof(
struct data_));
-
}
-
james@jsh:~$ ./a.
out
-
data 的起始地址是：
0x804a01c
-
data 的占有的字节数：
2
示例2：
-
#include
-
struct data_ {
-
char a :
5;
-
char b :
6;
-
char c :
7;
-
}data;
-
-
int main()
-
{
-
-
printf(
"data 的起始地址是：%p\n",&data);
-
printf(
"data 的占有的字节数：%d\n",
sizeof(
struct data_));
-
}
-
james@jsh:~$ ./a.
out
-
data 的起始地址是：
0x804a01c
-
data 的占有的字节数：
3
通过上面的2个例子，我们可以充分说了，上节中的第一条：
一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。
示例 3：
-
#include
-
struct data_ {
-
char a :
6;
-
int b :
22;
-
char c :
7;
-
}data;
-
-
int main()
-
{
-
-
printf(
"data 的起始地址是：%p\n",&data);
-
printf(
"data 的占有的字节数：%d\n",
sizeof(
struct data_));
-
}
-
james@jsh:~$ ./a.
out
-
data 的起始地址是：
0x804a01c
-
data 的占有的字节数：
8
-
-
#include
-
struct data_ {
-
char a :
6;
-
int b :
30;
-
char c :
7;
-
}data;
-
-
int main()
-
{
-
-
printf(
"data 的起始地址是：%p\n",&data);
-
printf(
"data 的占有的字节数：%d\n",
sizeof(
struct data_));
-
}
-
james@jsh:~$ ./a.
out
-
data 的起始地址是：
0x804a01c
-
data 的占有的字节数：
12
示例5：
-
#include
-
struct data_ {
-
char a :
6;
-
int b :
12;
-
char c :
7;
-
}data;
-
-
int main()
-
{
-
-
printf(
"data 的起始地址是：%p\n",&data);
-
printf(
"data 的占有的字节数：%d\n",
sizeof(
struct data_));
-
}
-
james@jsh:~$ ./a.
out
-
data 的起始地址是：
0x804a01c
-
data 的占有的字节数：
4
上述测试：必须对内存对齐方式有一定的了解，简单说明下吧！内存对齐应遵循下来3个规则：
1、按字节对齐 2、按字对齐 3、按半字对齐 （一个字是4个字节，半字2个字节）
位域的存储首先应该遵循内存的对齐放弃，再遵循上述3节第一条部分。
再补充点就是：结构体成员排列最好的方式，按类型占有字节的大小，按大到小排列！
-
#include
-
#pragma pack (2)
-
struct _data
-
{
-
int a:
16;
-
unsigned
char b:
5;
-
char c:
5;
-
}data;
-
void main()
-
{
-
int *p=(
int *)&data;
-
printf(
" 位域结构的起始地址为:%d\n\n",p);
-
data.a=
2;
-
printf(
" 整型指针p 所指向的单元存储的值为:%d\n",*p);
-
printf(
" 位域a 的值为:%d\n",data.a);
-
-
char *p1=(
char*)(p+
1);
-
data.b=
18;
-
printf(
"\n字符指针p1所指向的单元存储的值为:%d\n",*p1);
-
printf(
" 位域b 的值为:%d\n",data.b);
-
data.c=
255;
-
char *p2;
-
p2 = p1+
1;
-
printf(
"\n字符指针p2所指向的单元存储的值为:%d\n",*p2);
-
printf(
" 位域c 的值为:%d\n",data.c);
-
return ;
-
}
-
运行结果：
-
位域结构的起始地址为:
4233624
-
整型指针p 所指向的单元存储的值为:
2
-
位域a 的值为:
2
-
字符指针p1所指向的单元存储的值为:
18
-
位域b 的值为:
18
-
字符指针p2所指向的单元存储的值为:
31
-
位域c 的值为:
-1。