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分类: C/C++

2011-07-12 11:56:36

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。
  一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿,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;
  };
  位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明,同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如:
  struct bs
  {
  int a:8;
  int b:2;
  int c:6;
  }data;
  说明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字节的长度,也就是说不能超过8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。
  二、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。
  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。
union
  union是一种特殊的类别,使用关键字union来定义,union维护足够的空间来置放多个资料成员中的“一种”,而不是为每一个资料成员配置空间,在union中所有的资料成员共用一个空间,同时间只能储存其中一个成员的资料,一个定义union的例子如下:
  union StateMachine {
  char character;
  int number;
  char *str;
  double exp;
  };
一个union只配置一个足够大的空间以来容纳最大长度的资料成员,以上例而言,最大长度是double型态,所以StateMachine的记忆体空间就是double型态的长度
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