• 自定义类型:结构体(二)位段实现


    2.位段

    2.1 什么是位段

    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 signed int
    2、位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。

    比如:

    struct A
    {
    	int _a : 2;
    	int _b : 5;
    	int _c : 10;
    	int _d : 30;
    };
    
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    A就是一个位段类型。
    那位段A的大小是多少?

    #include 
    struct A
    {
    	int _a : 2;
    	int _b : 5;
    	int _c : 10;
    	int _d : 30;
    };
    int main()
    {
    	printf("%d\n", sizeof(struct A));
    	return 0;
    }
    
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    结果:
    image.png

    2.2 位段的内存分配

    1. 位段的成员可以是intunsigned intsigned int或者是char(属于整型家族)类型
    2. 位段的空间是按照需要以4个字节(int)或者1个字节(char)的方式来开辟的。
    3. 位段涉及很多不确定因素,位段是不跨平台的,注重可移植性的程序应该避免使用位段。
    //示例:
    #include 
    struct S
    {
    	char a : 3;
    	char b : 4;
    	char c : 5;
    	char d : 4;
    };
    
    int main()
    {
    	struct S s = { 0 };
    	printf("%d\n", sizeof(struct S));
    	s.a = 10;
    	s.b = 12;
    	s.c = 3;
    	s.d = 4;
    	return 0;
    }
    
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    空间的开辟:
    1、在上面代码结构中,首先开辟1byte(8bit)的空间,装a变量,a变量占3bit,剩余5bit
    2、b变量占4bit,剩余1bit
    3、c变量占5bit,空间不够,重新开辟8bit,c变量占5bit,剩余3bit
    4、d变量占4bit,空间不够,重新开辟8bit,d变量占4bit,剩余4bit,共开辟3byte空间
    注:在上面第3步中,若c变量能利用b变量占用空间后剩余的1bit,那么d变量就可以占用c变量占用后剩余的4bit,就无须再开辟1byte空间,只需2byte的空间。然而经过打印得知,此方法不对。
    image.png
    空间的利用:
    1、首先开辟1byte空间
    image.png
    2、s.a = 10;
    image.png
    3、开辟后续空间及赋值
    image.png
    4、转换为16进制为:620304
    打印结果:
    image.png

    2.3 位段的跨平台问题

    1. int位段被方程有符号数还是无符号数是不确定的。
    2. 位段中最大位的树木不能确定。(16位机器最大16,32位机器最大32,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。

    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。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/Yuan_o_/article/details/125904690