C 语言结构中的 "位字段"

loveplc

数据类型 - 结构中的 "位字段"

所有基础的数据类型， 最大的也不过 10 个字节；

我们可以自定义的数据类型 —— "结构"， 通过把若干类型组合在一起， 让一种类型可以大很多。

我们知道， 一个字节有八个 Bit 组成； 能否把一种类型缩小、缩小到 Bit 级？

结构中的 "位字段" 是以 Bit 为单位的， 这已经是计算机的最小单位， 大小是 char 类型的 1/8.

下面的例子中定义的位字段， 分别有 1-4 Bit 大小； 1 Bit 的字段只能放两个数（0、1）， 4 Bit 的字段也只能放下 16 个数：

1. 结构体可以包含位字段：

#include　<stdio.h> int　main(void) { 　　struct　Bit　{ 　　　　unsigned　a:　1;　/*　1　Bit,　取值范围:　0　-　1　*/ 　　　　unsigned　b:　2;　/*　2　Bit,　取值范围:　0　-　3　*/ 　　　　unsigned　c:　3;　/*　3　Bit,　取值范围:　0　-　7　*/ 　　　　unsigned　d:　4;　/*　4　Bit,　取值范围:　0　-　15　*/ 　　}　B; 　　B.a　=　1; 　　B.b　=　3; 　　B.c　=　7; 　　B.d　=　15; 　　printf("%d,　%d,　%d,　%dn",　B.a,　B.b,　B.c,　B.d); 　　getchar(); 　　return　0; }

上例中， 位域的类型被指定为是无符号的整型（unsigned int）， 我试着只要是整型都可以， 但要一致。

假如我们定义 8 个字段， 每个字段都是 1 Bit， 就可以很好地明细一个字节， 譬如：

11111111B = 255；

00000001B = 1；

00001111B = 15；

01111111B = 127；

下面的例子用程序对上面的说明做了落实：

2. 用 8 个 Bit 构成一个 unsigned char 数：

#include　<stdio.h> int　main(void) { 　　struct　Bit　{ 　　　　int　b8:　1; 　　　　int　b7:　1; 　　　　int　b6:　1; 　　　　int　b5:　1; 　　　　int　b4:　1; 　　　　int　b3:　1; 　　　　int　b2:　1; 　　　　int　b1:　1; 　　}　B; 　　 　　unsigned　char　*p　=　NULL; 　　B.b1　=　1;　B.b2　=　1;　B.b3　=　1;　B.b4　=　1;　B.b5　=　1;　B.b6　=　1;　B.b7　=　1;　B.b8　=　1; 　　p　=　(unsigned　char　*)&B; 　　printf("%dn",　*p);　/*　255　*/ 　　B.b1　=　0;　B.b2　=　0;　B.b3　=　0;　B.b4　=　0;　B.b5　=　0;　B.b6　=　0;　B.b7　=　0;　B.b8　=　1; 　　p　=　(unsigned　char　*)&B; 　　printf("%dn",　*p);　/*　1　　*/ 　　B.b1　=　0;　B.b2　=　0;　B.b3　=　0;　B.b4　=　0;　B.b5　=　1;　B.b6　=　1;　B.b7　=　1;　B.b8　=　1; 　　p　=　(unsigned　char　*)&B; 　　printf("%dn",　*p);　/*　15　*/ 　　B.b1　=　0;　B.b2　=　1;　B.b3　=　1;　B.b4　=　1;　B.b5　=　1;　B.b6　=　1;　B.b7　=　1;　B.b8　=　1; 　　p　=　(unsigned　char　*)&B; 　　printf("%dn",　*p);　/*　127　*/ 　　getchar(); 　　return　0; }

3. 包含位字段的结构和其他结构没有区别， 譬如同时包含其他类型的字段：

#include　<stdio.h> int　main(void) { 　　struct　Bit　{ 　　　　unsigned　b1:　1; 　　　　unsigned　b2:　1; 　　　　float　f; 　　}　B; 　　 　　B.b1　=　0; 　　B.b2　=　1; 　　B.f　=　3.14; 　　 　　printf("%d,　%d,　%gn",　B.b1,　B.b2,　B.f);　 　　getchar(); 　　return　0; }