关于union位域的一道题

最近碰到一道题，顺带复习一下union的数据分布，题目如下：

union packet
{
struct packet_bit
{
unsigned char a:2;
unsigned char b:3;
unsigned char c:4;
} bit;
int i;
} data;
int main()
{
data.i = 0;
data.bit.a = 1;
data.bit.b = 2;
data.bit.c = 15;
printf("0x%04xn",data.i);
return 0;
}

先来看一下struct packet_bit是如何分布的

成员a、b、c都是char型，所占的位数为2,3,4。由于union类型不能跨字节（本题为unsigned char，为单字节），所以a、b在同一个字节内，后面补3个位，c在第二个字节内。而struct packet的size为4个字节，所以其分布图如下：

（第一字节）                    （第二字节）

—— —— —— —— —— —— —— ——|—— —— —— —— —— —— —— ——|后16位为0（两个字节）

          （     b    ）（  a   ）            （     c       ）

因为字节填充是从低位填起，所以a、b、c的分布情况如上图，由不同的颜色标出。

所以，当执行赋值语句后，a=1，b=2，c=15，对应上图的情况是：

（第一字节）                    （第二字节）

—— —— —— 0 1 0 0 1|—— —— —— —— 1 1 1 1|后16位为0（两个字节）

           (  b  ) ( a )             (    c    )

所以data.i在大端的情况下的值为：0x090f0000

小端的情况下，值为：0x00000f09。

所以上面的答案为 0x0f09。（intel cpu）

关于union不能跨类型字节的理解，可以看下面这个例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct _strBitData_
{
unsigned int
ulData1:2;
unsigned int
ulData2:12;
unsigned int
:2;
}strBitData;
typedef struct _chBitData_
{
unsigned char
ulData1:2;
unsigned char
ulData2:7;
unsigned char
:2;
}chBitData;
int main()
{
strBitData stData;
chBitData chData;
unsigned int *pOuputData;
unsigned char *pchOuputData;
memset((void*)&stData, 0, sizeof(strBitData));
memset((void*)&chData, 0, sizeof(chBitData));
stData.ulData1 = 0x7;
stData.ulData2 = 0x010;
chData.ulData1 = 0x7;
chData.ulData2 = 0x010;
pOuputData = (unsigned int *)&stData;
pchOuputData = (unsigned char *)&chData;
printf("0x%xn", *pOuputData);
printf("0x%xn", *pchOuputData);
return 0;
}

       0x3

如果位域在类型的范围内，则拼接，否则，不可以跨类型拼接。

还需要注意的是，0x7被截断成为两个位，故为0x3