【C语言】结构体实现位段！位段有何作用？

1. 声明位段

位段的声明和结构是类似的，有两个不同：

1. 位段的成员必须是 int、unsigned int 或 char。
2. 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

struct A
{
	int _a:2;
	int _b:5;
	int _c:10;
	int _d:30;
};
1
2
3
4
5
6
7

2. 位段的内存分配

1. 位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的方式来开辟的。
2. 冒号后面的数字代表该成员大小为多少个bit位，是bit位不是字节！千万不要被成员的数据类型给迷惑了，认为int就是分配4个字节。

struct A
{
	int _a:2; // _a的大小为2个bit位
	int _b:5; // _b的大小为5个bit位
	int _c:10; // _c的大小为10个bit位
	int _d:30; // _d的大小为0个bit位
};
1
2
3
4
5
6
7

举例如何分配内存空间：

一个个说明：因为每个成员变量只申请个位数的bit位，所以是按1个字节来申请内存空间的。

1. a只能存储3个bit位大小数据，a = 10（补码为1010），只能存后三位010，从低位开始存，那么这1个字节还剩5个bit位。
2. b大小为4个bit位，还剩5个bit位能存下b，暂时不用开辟空间。b = 12（补码为1100），4个bit位刚好存下4位，最后这1个字节还剩1个bit位。
3. c的大小是5个bit位，剩下的1个bit位不够存，这1个bit位就直接不使用了（浪费掉），再开辟1个字节存储c，c = 3（补码为0011），5个bit位能存下00011，还剩3个bit位。
4. d的大小是4个bit位，剩下的3个bit位不够存（然后浪费掉），再开辟1个字节内存空间存储d。d = 4（补码为0100）1个字节能存下。

总共开辟了3个字节。

3. 位段的跨平台问题

位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使用位段。

1. int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。
2. 位段中最大位的数目不能确定。（16位机器最大16，32位机器最大32，位段成员大小写成27，在16位机器会出问题。）
3. 位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配标准尚未定义。
4. 当一个结构包含两个位段，第二个位段成员比较大，无法容纳于第一个位段剩余的位时，是舍弃剩余的位还是利用，这是不确定的（在vs编译器中的实现是直接舍弃剩余位数）。

总结：跟结构相比，位段可以达到同样的效果，但是可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。

4.位段的应用

对于消息的传输，不仅仅只是把发送的消息传输到目的地就完了那么简单。实际上会将消息进行一个打包，其中还包含了很多信息，缺少这些信息是无法传输消息的。比如你的机器ip地址和你要发送的目的地（对方）的ip地址，这两个信息非常重要（当然也不是说其它信息就不重要了，图中任何一点都很重要）。

对于上面这些信息，如果不使用位段来分配，数据就会比较大。对于网络传输数据而言，当然是越小的数据量网络更流畅，就好比现实生活中的马路，大车多了会比较堵塞，要都是小车那么路况就比较畅通。

5. 如何解决位段的跨平台问题？

其实位段的不兼容、不可移植性也不是很可怕。解决的办法就是针对每个不同的机器/平台设计对应的程序即可，唯一的不方便之处应该就是工作量变大了，不过复制粘贴针对性改一改应该没毛病。