c语言 struct结构体的变量声明加冒号

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01两种状态,用一位二进位即可。

为了节省存储空间,并使处理简便,C语言又提供了一种数据结构,称为位域位段。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。

 

1】定义:

struct 位域结构名 
{
位域列表 };

 

位域列表的形式类型说明符位域名:位域长度

 

例如:

structbs 
{
 
int a:8;
 
int b:2;
 
int c:6;
 
}data;

 

说明:databs变量,其中位域a8位,位域b2位,位域c6位。(一个字节8)

 

2】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:

typedef  structk 
{
 
int  a:1
 
int   :2     
 
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。

 

3】指针类型变量不能指定所占的位数

这点很好理解,在c语言中,所有的指针类型统一占4字节,不能更改。

 

4struct变量二进制位数简要说明

例如:定义结构体如下:

typedefstruct test

{

int                      a:2;

unsigned int   b:2;

};

对于结构体test来说,ab成员都是占用两位二进制,但存储的最大值是不一样的。其中:a是有符号型,所以第一位用来存储符号,代表的最大值为二进制“+1”,即1b为无符号型,代表的最大值为二进制“11”,即3。此结构体占用的大小为4字节,而不是4位额!

记住:位域成员不能单独被取sizeof,且给位域变量成员赋值时,当数值超过变量范围,自动截取不会报错!

 

使用位域的主要目的是压缩存储,其大致规则为:
1)
如果相邻位域字段的类型相同,且其位宽之和小于类型的sizeof大小,则后面的字
段将紧邻前一个字段存储,直到不能容纳为止;
2)
如果相邻位域字段的类型相同,但其位宽之和大于类型的sizeof大小,则后面的字
段将从新的存储单元开始,其偏移量为其类型大小的整数倍;

 

示例1
structBF1
{
char f1 : 3;
char f2 : 4;
char f3 : 5;
};


其内存布局为:
|__f1___|____f2___ |__|____f3______|______|
|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|__|

   位域类型为
char,第1个字节仅能容纳下f1f2,所以f2被压缩到第1个字节中,而f3
能从下一个字节开始。因此sizeof(BF1)的结果为2


3)
如果相邻的位域字段的类型不同,则各编译器的具体实现有差异,VC6采取不压缩方
式,Dev-C++采取压缩方式;

 

示例2
structBF2
{
char f1 :  3;
short f2 : 4;
char f3 :  5;
};
由于相邻位域类型不同,在VC6中其sizeof6,在Dev-C++中为2


4)
如果位域字段之间穿插着非位域字段,则不进行压缩;

 

示例3
structBF3
{
char f1 : 3;
char f2;
char f3 : 5;
};
非位域字段穿插在其中,不会产生压缩,在VC6Dev-C++中得到的大小均为3

 

举这些例子是为了说明一下,定义位域的话,最好是把所以有位域放在一起,这样可以节省空间,另外也是为了强调一下位结构体的内存分配方式,按定义的先后顺序来分配


5)
整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍!——永远成立!

还是让我们来看看例子,你会感到不可思议:

 

struct mybitfields
{
unsigned short a : 4;
unsigned short b : 5;
unsigned short c : 7;
} test;
=> sizeof(test) ==2;

struct mybitfields
{
unsigned char a : 4;
unsigned char b : 5;
unsigned char c : 7;
} test;
=> sizeof(test) ==3;

struct mybitfields
{
unsigned char a : 4;
unsigned short b : 5;
unsigned char c : 7;
} test;
=> sizeof(test) ==6;

struct mybitfields
{
unsigned short a : 4;
unsigned char b : 5;
unsigned char c : 7;
} test;
=> sizeof(test) ==4;

struct mybitfields
{
unsigned char a : 4;
unsigned char b : 5;
unsigned short c : 7;
} test;
=> sizeof(test) ==4;

struct mybitfields
{
unsigned char a : 4;
unsigned int b : 5;
unsigned short c : 7;
} test;
=> sizeof(test) ==12;

 

5】常用内置类型的字节数

对于32位编译器来说:

char      1个字节

指针变量:   4个字节(32位的寻址空间是2^32,32bit,也就是4个字节。同理64位编译器)

short int :  2个字节

int        4个字节

unsigned int :4个字节

float:       4个字节

double:      8个字节

long:        4个字节

long long:   8个字节

unsigned long:4个字节

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