c语言-位域

1、什么是位域：
      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。

2、位域变量的定义与结构体的定义相仿，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;
};


struct bs
{
    int a:8;
    int b:2;
    int c:6;
} data;

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 ;   /*空域*/
    unsigned b:4 ; /*从下一单元开始存放*/
    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. 位域的长度不能大于一个int的长度，也就是说不能超过32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 k
{
    int a:1
    int :2     /*该2位不能使用*/
    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。


3、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。

#include<stdio.h>
int 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|=1;
    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：

为了节省空间，可以把几个数据压缩到少数的几个类型空间上，比如需要表示二个3位二进制的数，一个2位二进制的数，则可以用一个8位的字符表示之。

struct
{
    char a : 3;
    char b : 3;
    char c : 2;
} ;

这个结构体所占空间为一个字节，8位。节省了空间。