C语言中的位段

news2024/9/25 7:23:28

位段是通过结构体实现的，可以在一定程度上减小空间浪费，位段的声明和结构体类似，有以下几个不同：

①位段的成员必须是整形（int,char,short等）。

②成员后边有冒号和数字，表示该成员占几个bit位。

位段的内存分配

我们知道结构体存在内存对齐的说法，会浪费一定的空间，那么位段的内存是怎么分配和使用的呢，位段的空间是按照需要以四个字节（int）或一个字节（char）的方式开辟的，下面来举例说明一下：

struct A
{
//这里由于成员类型是int，所以一次要开辟四个字节，也就是32bit
    int a:2;
    int b:5;
//a和b占用7个bit，剩下25个bit不够c的，需要再开辟四个字节，所以总大小是8个字节
    int c:30;
}

struct S
{
//这里由于成员是char类型，先开辟一个字节，也就是8bit
    char a:3;
    char b:4;
//a和b用掉7bit，到c的时候还剩1bit，不够，需要再开辟一个字节，在vs编译器下，这里剩下的一个bit会浪费掉，c从新开辟的8bit中使用5bit
    char c:5;
//c用完后还剩3bit，不够d用，还需要再开辟一个字节，所以一共需要三个字节
    char d:4;
}
//如果c用掉第一个字节的最后一个bit，开辟新字节c只需要四个bit，剩下四个bit给d刚好，
//就可以少开辟一个字节，但是vs编译器就是会浪费掉用不完的字节，如果剩余字节不够，就从新开辟的字节开始使用

了解了需要开辟多少空间，那么这些空间是怎么使用的呢：

上图中开辟了三个字节的空间，可以看出每个字节都是从右往左开始使用，a占用了第一个字节的右边三位，b占用了第一个字节的中间四位，第一个字节的最左边一位浪费了，c占用了第二个字节的右边五位，第二个字节左边三位浪费，d占用了第三个字节的右边四位，第三个字节的左边四位浪费，a只有三位，无法存储1010，所以产生了截断，只存储了010。