C++中关于位域的概念

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我是靠谱客的博主沉静学姐，最近开发中收集的这篇文章主要介绍C++中关于位域的概念，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

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/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制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. 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：

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,%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。

题：

struct s4
{
　int i: 8;
　int j: 4;
　int a:3;
　double b;
};

cout<<sizeof(s4)<<endl；的输出是多少？？？？

不同的编译环境有不同的结果。我就拿VC6。0来讲。
首先，楼主可能有个疑问：
是不是sizeof(s4)等于sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(int)+sizeof(double)??
但是是不是这样的呢？其实不是的。
VC对一些变量的起始地址做了“对齐”处理。在默认情况下，VC规定各成员变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量必须为该变量的类型所占用的字节数的倍数。下面列出常用类型的对齐方式(vc6.0,32位系统)。
　　类型
　　对齐方式（变量存放的起始地址相对于结构的起始地址的偏移量）
　　Char
　　偏移量必须为sizeof(char)即1的倍数
　　int
　　偏移量必须为sizeof(int)即4的倍数
　　float
　　偏移量必须为sizeof(float)即4的倍数
double
　　偏移量必须为sizeof(double)即8的倍数
　　Short
　　偏移量必须为sizeof(short)即2的倍数
　　各成员变量在存放的时候根据在结构中出现的顺序依次申请空间，同时按照上面的对齐方式调整位置，空缺的字节VC会自动填充。同时VC为了确保结构的大小为结构的字节边界数（即该结构中占用最大空间的类型所占用的字节数）的倍数，所以在为最后一个成员变量申请空间后，还会根据需要自动填充空缺的字节。