数据位域的概念

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：以下是代码片段：

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：以下是代码片段：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：以下是代码片段：

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. 由于位域不允许跨两个字节，因此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。

例如：以下是代码片段：

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。

以下是代码片段：

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,%dn",bit.a,bit.b,bit.c);　

pbit=&bit;　

pbit->a=0;　

pbit->b&=3;　

pbit->c|=1;　

printf("%d,%d,%dn",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。

struct T{
unsigned short a:5;
unsigned short b:5;
unsigned short c:6;
};
int main(int argc, char**){
struct T t;
t.a=16;
t.b=4;
t.c=0;
short i = *(short*)&t;
cout<<i;
return 0;
}

来分析一下，小端模式下，低地址先存放高位域成员，lowAddr->highAddr : c|b|a,

转换为short，00000000100010000=0x0090=144，

大端模式下，低地址先存放低位域成员，lowAddr->highAddr:a|b|c

转换为short，1000000100000000=0x1100,以补码形式表示整型，所以0x1100=-32512

最后

以上就是缓慢钢笔为你收集整理的数据位域的概念的全部内容，希望文章能够帮你解决数据位域的概念所遇到的程序开发问题。

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