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位字段

鎖定
位字段是C語言中一種存儲結構,不同於一般結構體的是它在定義成員的時候需要指定成員所佔的位數。
中文名
位字段
外文名
bit field
性    質
科學
類    別
計算機

目錄

位字段用途

它主要用於一些使用空間很寶貴的程序設計中,如嵌入式程序設計。

位字段用法

看如下位字段的定義:
typedef struct bit_field {
unsigned int a : 5;
unsigned int b : 3;
unsigned int c : 20;
unsigned int d : 4;
} bit_field_s;
在如上定義中,bit_field_s結構體只佔用一個DWORD的空間,即4個字節。其中成員a佔用5位,成員b佔用3位,成員c佔用20位,成員d佔用4位。我們可以對bit_field_s結構體的成員進行如下賦值:
bit_field_s x;
x.a = 4;
x.b = 7;
x.c = 1024;
x.d = 13;
在定義位字段時還可以不指定成員的名稱,看如下定義:
typedef struct bit_field {
unsigned int a : 5;
unsigned int b : 3;
unsigned int c : 20;
unsigned int : 4;
} bit_field_s;
在如上定義中,最後一個成員只是用於佔位,使結構體按DWORD對齊。而如下定義就和上面的定義是一樣的效果:
typedef struct bit_field {
unsigned int a : 5;
unsigned int b : 3;
unsigned int c : 20;
unsigned int : 0;
} bit_field_s;
最後一個成員的0位寬度用於強制結構體按DWORD對齊。

位字段注意

對於位字段中的成員不能用位操作符進行運算,因為它們沒有地址。考慮到字節存放的大端小端的問題,使用位字段定義的數據不能在不同字節順序的機器之間移動。因此,從理論上來説,使用位字段的程序是不可移植的。
其實,我們完全可以用位操作來實現位字段的功能,它們在編譯後的代碼與效率上是一樣的。
例如:設置bits的5-9位為value
+++ 位操作 +++
unsigned int bits;
bits &= ~(0x1f<<5) /* 將5-9位設置為0 */
bits |= value<<5 /* 設置5-9位的值 */
+++ 位字段 +++
struct {
unsigned int a : 5;
unsigned int b : 5;
unsigned int c : 22;
} bits;
bits.b = value;
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