C语言---位域（位段）

位域（位段）

1、位域定义：

有些数据在存储时并不需要占用一个完整的字节，只需要占用一个或几个二进制位即可。例如开关只有通电和断电两种状态，用 0 和 1 表示足以，也就是用一个二进位。正是基于这种考虑，C语言又提供了一种叫做位域的数据结构。

在结构体定义时，我们可以指定某个成员变量所占用的二进制位数（Bit），这就是位域。

位段成员必须声明为int、unsigned int或signed int类型（short char long）。

位域列表的形式为： 类型说明符 位域名：位域长度

注：

1.位

位是计算机存储的最小单位，简记为b，也称为比特(bit)，每一位的状态只能是0或1。

2.字节

字节，英文Byte，是计算机用于计量存储容量的一种计量单位，1个字节可以储存1个英文字母或者半个汉字。

3.字

字是表示计算机自然数据单位的术语，在某个特定计算机中，字是其用来一次性处理事务的一个固定长度的位（bit）组。 例如：一台8位机，它的1个字就等于1个字节，字长为8位。如果是一台16位机，那么，它的1个字就由2个字节构成，字长为16位。

4、位、字节、字之间的关系

1字 = 2字节， 1字 = 16 位 1字节 = 8位， 1位 = 1 比特 计算机的存储 1 B  = 8 bit； 1 KB = 1024B； 1 MB = 1024 KB； 1 GB = 1024 MB； 1 TB = 1024 GB；

2、解释

struct bs{
    unsigned m;
    unsigned n: 4;
    unsigned char ch: 6;
};

后面的数字用来限定成员变量占用的位数。成员 m 没有限制，根据数据类型即可推算出它占用 4 个字节（Byte）的内存。成员 n、ch 被:后面的数字限制，不能再根据数据类型计算长度，它们分别占用 4、6 位（Bit）的内存。

3、使用方法

1、如果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。

struct bs     
{     
unsigned a:4 ;    
unsigned :0 ;/*空域*/     
unsigned b:4 ;/*从下一单元开始存放*/     
unsigned c:4 ;    
}  

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、位域的长度不能大于数据类型本身的长度，比如int类型就能超过32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。

struct k     
{     
int a:1 ;    
int :2 ;/*该2位不能使用*/     
int b:3 ;    
int c:2  ;   
}; 

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。

4、例题

struct bs     
{     
    unsigned a:1;     
    unsigned b:3;     
    unsigned c:4;     
} bit,*pbit;     
bit.a=1;     
bit.b=7; //注意：位域的赋值不能超过该域所能表示的最大值，如b只有3位，能表示的最大数为7，若赋为8，就会出错   
bit.c=15;
​
printf("%d,%d,%d/n",bit.a,bit.b,bit.c);
pbit=&bit;
pbit->a=0;
pbit->b&=3;
pbit->c=1;
printf("%d,%d,%d/n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);

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。( 应注重赋值不能超过该位域的答应范围)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->c1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。

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