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📜  C-位字段

📅  最后修改于: 2020-12-19 05:30:05             🧑  作者: Mango

假设您的C程序包含许多TRUE / FALSE变量，这些变量按称为状态的结构分组，如下所示-

struct {
   unsigned int widthValidated;
   unsigned int heightValidated;
} status;

这种结构需要8个字节的存储空间，但实际上，我们将在每个变量中存储0或1。在这种情况下，C编程语言提供了一种更好的利用内存空间的方法。

如果在结构内部使用此类变量，则可以定义变量的宽度，该宽度告诉C编译器您将仅使用那些字节数。例如，上面的结构可以重写如下：

struct {
   unsigned int widthValidated : 1;
   unsigned int heightValidated : 1;
} status;

上面的结构需要4个字节的存储空间用于状态变量，但是只有2位将用于存储值。

如果最多使用32个变量，每个变量的宽度为1位，则状态结构也将使用4个字节。但是，一旦有了33个变量，它将分配内存的下一个插槽，并开始使用8个字节。让我们检查以下示例以了解概念-

现场演示
#include 
#include 

/* define simple structure */
struct {
   unsigned int widthValidated;
   unsigned int heightValidated;
} status1;

/* define a structure with bit fields */
struct {
   unsigned int widthValidated : 1;
   unsigned int heightValidated : 1;
} status2;
 
int main( ) {
   printf( "Memory size occupied by status1 : %d\n", sizeof(status1));
   printf( "Memory size occupied by status2 : %d\n", sizeof(status2));
   return 0;
}

编译并执行上述代码后，将产生以下结果-

Memory size occupied by status1 : 8
Memory size occupied by status2 : 4

位域声明

位域的声明在结构内部具有以下形式-

struct {
   type [member_name] : width ;
};

下表描述了位字段的变量元素-

Sr.No. Element & Description
1

type

An integer type that determines how a bit-field’s value is interpreted. The type may be int, signed int, or unsigned int.
2

member_name

The name of the bit-field.
3

width

The number of bits in the bit-field. The width must be less than or equal to the bit width of the specified type.

用预定义宽度定义的变量称为位字段。一个位字段可以容纳一个以上的位；例如，如果您需要一个变量来存储从0到7的值，则可以定义一个宽度为3位的位字段，如下所示：

struct {
   unsigned int age : 3;
} Age;

上面的结构定义指示C编译器age变量将仅使用3位来存储值。如果您尝试使用3个以上的位，那么它将不允许您这样做。让我们尝试以下示例-

现场演示
#include 
#include 

struct {
   unsigned int age : 3;
} Age;

int main( ) {

   Age.age = 4;
   printf( "Sizeof( Age ) : %d\n", sizeof(Age) );
   printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

   Age.age = 7;
   printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

   Age.age = 8;
   printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

   return 0;
}

编译上面的代码时，将编译警告，执行时，将产生以下结果-

Sizeof( Age ) : 4
Age.age : 4
Age.age : 7
Age.age : 0