C/C++位段超详细整理大全

什么是位段？

位段的声明与结构是类似的，但是有两个不同：

• 位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 等整型家族。
• 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字

这是一个结构体

struct S
{
	int a;
	int b;
	int c;
	int d;
};

这是一个位段

struct A
{
	int a : 2;
	int b : 5;
	int c : 10;
	int d : 30;
};

位段的样子看起来奇奇怪怪的，那个冒号和后面的数字是什么意思呢？

位段位段，它名字里的“位”就是二进制位。

冒号和后面的数字其实是它的成员变量在告诉编译器：

• 成员a：我只需要2个比特的空间足以！
• 成员b：请给我分配5个比特的空间吧！
• 成员c：给我来10个！
• 成员d：我需要的空间大，给我来40个比特的空间吧！

每个成员都得到了自己想要的大小的空间，那么位段A的总大小是多少呢？

我们用sizeof来计算一下：

#include<stdio.h>

struct S
{
	int a;
	int b;
	int c;
	int d;
};

struct A
{
	int a : 2;
	int b : 5;
	int c : 10;
	int d : 30;
};

int main()
{
	printf("结构体S的大小为：  %d字节\n", sizeof(struct S));
	printf("位段A的大小为：     %d字节\n", sizeof(struct A));

	return 0;
}

学完上一章之后，我们很轻松的计算出结构体S的大小4*4=16字节与结果一致。

再看位段，把成员们所需要的空间大小加起来2+5+10+30=47比特。

已知1字节=8比特。换算一下位段A的总大小应该是6字节就够了，可结果却是8字节。

位段的内存分配

位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char （属于 整形家族 ）类型。

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。

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 。

首先声明：位段有很多用法是标准未定义的，也就是说不同的机器上或者不同的编译器上内存如何

分配都有所差异，所以一下内容中有关内存分配的插图并不是严格正确的！！！

举个例子：

这是一个成员是int类型的位段：

struct A
{
	int a : 2;
	int b : 5;
	int c : 10;
	int d : 30;
};

这是一个成员是char类型的位段：

struct S
{
	char a : 3;
	char b : 4;
	char c : 5;
	char d : 4;
};

现在假定义一个位段的变量并进行初始化：

struct S
{
	char a : 3;
	char b : 4;
	char c : 5;
	char d : 4;
};
struct S s = { 0 };
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;

其在VS2013环境下是这样进行存储数据的：

说明：数据是以二进制的方式进行存储的。

再次强调：以上的存储形式仅仅是vs2013环境下的，每种不同的编译器在不同的环境下都有自己存储的方式 。

位段的跨平台问题

问题一：int 位段被当成有符号数还是无符号数是不确定的。

说明：例如一个整型存储的时候，它的最高位是有符号位还是无符号位是有明确的规定的，而位段标准并没有规定。有的平台会当作有符号数处理，有的反之。

问题二：位段中最大位的数目不能确定。

说明：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。

问题三：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。

说明：

问题四：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。

说明：

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。

总结

到此这篇关于C/C++位段的文章就介绍到这了,更多相关C/C++位段内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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