C 位域

如果程序的结构中包含多个开关量，只有 TRUE/FALSE 变量，如下：

  1. struct
  2. {
  3.   unsigned int widthValidated;
  4.   unsigned int heightValidated;
  5. } status;

这种结构需要 8 字节的内存空间，但在实际上，在每个变量中，我们只存储 0 或 1。在这种情况下，C 语言提供了一种更好的利用内存空间的方式。如果您在结构内使用这样的变量，您可以定义变量的宽度来告诉编译器，您将只使用这些字节。例如，上面的结构可以重写成：

  1. struct
  2. {
  3.   unsigned int widthValidated : 1;
  4.   unsigned int heightValidated : 1;
  5. } status;

现在，上面的结构中，status 变量将占用 4 个字节的内存空间，但是只有 2 位被用来存储值。如果您用了 32 个变量，每一个变量宽度为 1 位，那么 status 结构将使用 4 个字节，但只要您再多用一个变量，如果使用了 33 个变量，那么它将分配内存的下一段来存储第 33 个变量，这个时候就开始使用 8 个字节。让我们看看下面的实例来理解这个概念：

实例

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <string.h>
  4. /* 定义简单的结构 */
  5. struct
  6. {
  7.   unsigned int widthValidated;
  8.   unsigned int heightValidated;
  9. } status1;
  11. /* 定义位域结构 */
  12. struct
  13. {
  14.   unsigned int widthValidated : 1;
  15.   unsigned int heightValidated : 1;
  16. } status2;
  18. int main( )
  19. {
  20.    printf( "Memory size occupied by status1 : %d\n", sizeof(status1));
  21.    printf( "Memory size occupied by status2 : %d\n", sizeof(status2));
  23.    return 0;
  24. }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

  1. Memory size occupied by status1 : 8
  2. Memory size occupied by status2 : 4

位域声明

在结构内声明位域的形式如下：

  1. struct
  2. {
  3.   type [member_name] : width ;
  4. };

下面是有关位域中变量元素的描述：

元素描述
type整数类型，决定了如何解释位域的值。类型可以是整型、有符号整型、无符号整型。
member_name位域的名称。
width位域中位的数量。宽度必须小于或等于指定类型的位宽度。

带有预定义宽度的变量被称为位域。位域可以存储多于 1 位的数，例如，需要一个变量来存储从 0 到 7 的值，您可以定义一个宽度为 3 位的位域，如下：

  1. struct
  2. {
  3.   unsigned int age : 3;
  4. } Age;

上面的结构定义指示 C 编译器，age 变量将只使用 3 位来存储这个值，如果您试图使用超过 3 位，则无法完成。让我们来看下面的实例：

实例

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <string.h>
  4. struct
  5. {
  6.   unsigned int age : 3;
  7. } Age;
  9. int main( )
  10. {
  11.    Age.age = 4;
  12.    printf( "Sizeof( Age ) : %d\n", sizeof(Age) );
  13.    printf( "Age.age : %d\n", Age.age );
  15.    Age.age = 7;
  16.    printf( "Age.age : %d\n", Age.age );
  18.    Age.age = 8; // 二进制表示为 1000 有四位，超出
  19.    printf( "Age.age : %d\n", Age.age );
  21.    return 0;
  22. }

当上面的代码被编译时，它会带有警告，当上面的代码被执行时，它会产生下列结果：

  1. Sizeof( Age ) : 4
  2. Age.age : 4
  3. Age.age : 7
  4. Age.age : 0