有些數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)時(shí)并不需求占用一個(gè)完好的字節(jié)，只需求占用一個(gè)或幾個(gè)二進(jìn)制位即可。例如開關(guān)只要通電和斷電兩種形態(tài)，用 0 和 1 表現(xiàn)足以，也就是用一個(gè)二進(jìn)位。恰是基于這種思索，C言語(yǔ)又供給了一種叫做位域的數(shù)據(jù)構(gòu)造。
在構(gòu)造體界說(shuō)時(shí)，我們可以指定某個(gè)成員變量所占用的二進(jìn)制位數(shù)（Bit），這就是位域。請(qǐng)看下面的例子：
重慶分公司
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struct bs{ unsigned m; unsigned n: 4; unsigned char ch: 6; }:前面的數(shù)字用來(lái)限制成員變量占用的位數(shù)。成員 m 沒無(wú)限制，依據(jù)數(shù)據(jù)類型即可推算出它占用 4 個(gè)字節(jié)（Byte）的內(nèi)存。成員 n、ch 被:前面的數(shù)字限制，不克不及再依據(jù)數(shù)據(jù)類型盤算長(zhǎng)度，它們辨別占用 4、6 位（Bit）的內(nèi)存。
n、ch 的取值規(guī)模十分無(wú)限，數(shù)據(jù)略微大些就會(huì)發(fā)作溢出，請(qǐng)看下面的例子：
#includeint main(){ struct bs{ unsigned m; unsigned n: 4; unsigned char ch: 6; } a = { 0xad, 0xE, '$'}; //第一次輸入 printf("%#x, %#x, %c\n", a.m, a.n, a.ch); //更改值后再次輸入 a.m = 0xb8901c; a.n = 0x2d; a.ch = 'z'; printf("%#x, %#x, %c\n", a.m, a.n, a.ch); return 0; }
運(yùn)轉(zhuǎn)后果：
0xad, 0xe, $
0xb8901c, 0xd, :
關(guān)于 n 和 ch，第一次輸入的數(shù)據(jù)是完好的，第二次輸入的數(shù)據(jù)是完整的。
第一次輸入時(shí)，n、ch 的值辨別是 0xE、0x24（'$' 對(duì)應(yīng)的 ASCII 碼為 0x24），換算成二進(jìn)制是 1110、10 0100，都沒有超越限制的位數(shù)，可以正常輸入。
第二次輸入時(shí)，n、ch 的值變?yōu)?0x2d、0x7a（'z' 對(duì)應(yīng)的 ASCII 碼為 0x7a），換算成二進(jìn)制辨別是 10 1101、111 1010，都超越了限制的位數(shù)。超越局部被直接截去，剩下 1101、11 1010，換算成十六進(jìn)制為 0xd、0x3a（0x3a 對(duì)應(yīng)的字符是 :）。
C言語(yǔ)規(guī)范規(guī)則，位域的寬度不克不及超越它所依靠的數(shù)據(jù)類型的長(zhǎng)度。淺顯地講，成員變量多是有類型的，這個(gè)類型限制了成員變量的大長(zhǎng)度，:前面的數(shù)字不克不及超越這個(gè)長(zhǎng)度。
例如下面的 bs，n 的類型是 unsigned int，長(zhǎng)度為 4 個(gè)字節(jié)，合計(jì) 32 位，那么 n 前面的數(shù)字就不克不及超越 32；ch 的類型是 unsigned char，長(zhǎng)度為 1 個(gè)字節(jié)，合計(jì) 8 位，那么 ch 前面的數(shù)字就不克不及超越 8。
我們可以如許以為，位域技巧就是在成員變量所占用的內(nèi)存當(dāng)選出一局部位寬來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
C言語(yǔ)規(guī)范還規(guī)則，只要無(wú)限的幾種數(shù)據(jù)類型可以用于位域。在 ANSI C 中，這幾種數(shù)據(jù)類型是 int、signed int 和 unsigned int（int 默許就是 signed int）；到了 C99，_Bool 也被支撐了。
關(guān)于C言語(yǔ)規(guī)范以及 ANSI C 和 C99 的差別，我們已在VIP教程《C言語(yǔ)的兩套規(guī)范》中停止了解說(shuō)。
但編譯器在詳細(xì)完成時(shí)都停止了擴(kuò)大，額定支撐了 char、signed char、unsigned char 以及 enum 類型，所以下面的代碼固然不契合C言語(yǔ)規(guī)范，但它仍然可以被編譯器支撐。
C言語(yǔ)規(guī)范并沒有規(guī)則位域的詳細(xì)存儲(chǔ)方法，分歧的編譯器有分歧的完成，但它們都盡量緊縮存儲(chǔ)空間。
位域的詳細(xì)存儲(chǔ)規(guī)矩如下：
1) 當(dāng)相鄰成員的類型相反時(shí)，假如它們的位寬之和小于類型的 sizeof 巨細(xì)，那么前面的成員緊鄰前一個(gè)成員存儲(chǔ)，直到不克不及包容為止；假如它們的位寬之和大于類型的 sizeof 巨細(xì)，那么前面的成員將重新的存儲(chǔ)單位開端，其偏移量為類型巨細(xì)的整數(shù)倍。
以下面的位域 bs 為例：
#includeint main(){ struct bs{ unsigned m: 6; unsigned n: 12; unsigned p: 4; }; printf("%d\n", sizeof(struct bs)); return 0; }
運(yùn)轉(zhuǎn)后果：
4
m、n、p 的類型多是 unsigned int，sizeof 的后果為 4 個(gè)字節(jié)（Byte），也即 32 個(gè)位（Bit）。m、n、p 的位寬之和為 6+12+4 = 22，小于 32，所以它們會(huì)挨著存儲(chǔ)，兩頭沒有裂縫。
sizeof(struct bs) 的巨細(xì)之所認(rèn)為 4，而不是 3，是由于要將內(nèi)存對(duì)齊到 4 個(gè)字節(jié)，以便進(jìn)步存取效力，這將在《C言語(yǔ)和內(nèi)存》專題的《C言語(yǔ)內(nèi)存對(duì)齊，進(jìn)步尋址效力》一節(jié)中具體解說(shuō)。
假如將成員 m 的位寬改為 22，那么輸入后果將會(huì)是 8，由于 22+12 = 34，大于 32，n 會(huì)重新的地位開端存儲(chǔ)，絕對(duì) m 的偏移量是 sizeof(unsigned int)，也即 4 個(gè)字節(jié)。
假如再將成員 p 的位寬也改為 22，那么輸入后果將會(huì)是 12，三個(gè)成員都不會(huì)挨著存儲(chǔ)。
2) 當(dāng)相鄰成員的類型分歧時(shí)，分歧的編譯器有分歧的完成計(jì)劃，GCC 會(huì)緊縮存儲(chǔ)，而 VC/VS 不會(huì)。
請(qǐng)看下面的位域 bs：
#includeint main(){ struct bs{ unsigned m: 12; unsigned char ch: 4; unsigned p: 4; }; printf("%d\n", sizeof(struct bs)); return 0; }
在 GCC 下的運(yùn)轉(zhuǎn)后果為 4，三個(gè)成員挨著存儲(chǔ)；在 VC/VS 下的運(yùn)轉(zhuǎn)后果為 12，三個(gè)成員依照各自的類型存儲(chǔ)（與不指定位寬時(shí)的存儲(chǔ)方法相反）。
m 、ch、p 的長(zhǎng)度辨別是 4、1、4 個(gè)字節(jié)，合計(jì)占用 9 個(gè)字節(jié)內(nèi)存，為什么在 VC/VS 下的輸入后果倒是 12 呢？這個(gè)疑問(wèn)將在《C言語(yǔ)和內(nèi)存》專題的《C言語(yǔ)內(nèi)存對(duì)齊，進(jìn)步尋址效力》一節(jié)中為您解開。
3) 假如成員之間交叉著非位域成員，那么不會(huì)停止緊縮。例如關(guān)于下面的 bs：
struct bs{ unsigned m: 12; unsigned ch; unsigned p: 4; };在各個(gè)編譯器下 sizeof 的后果多是 12。
經(jīng)過(guò)下面的剖析，我們發(fā)現(xiàn)位域成員常常不占用完好的字節(jié)，有時(shí)分也不處于字節(jié)的掃尾地位，因而運(yùn)用&獲取位域成員的地址是沒有意義的，C言語(yǔ)也制止如許做。地址是字節(jié)（Byte）的編號(hào)，而不是位（Bit）的編號(hào)。
位域成員可以沒著名稱，只給出數(shù)據(jù)類型和位寬，如下所示：
struct bs{ int m: 12; int : 20; //該位域成員不克不及運(yùn)用 int n: 4; };無(wú)名位域普通用來(lái)作填充或許調(diào)劑成員地位。由于沒著名稱，無(wú)名位域不克不及運(yùn)用。
下面的例子中，假如沒有位寬為 20 的無(wú)名成員，m、n 將會(huì)挨著存儲(chǔ)，sizeof(struct bs) 的后果為 4；有了這 20 位作為填充，m、n 將離開存儲(chǔ)，sizeof(struct bs) 的后果為 8。
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