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C語言初學者入門 第十四講 枚舉與位運算(2)

編輯:關於C

位域

  有些信息在存儲時,並不需要占用一個完整的字節, 而只需占幾個或一個二進制位。例如在存放一個開關量時,只有0和1 兩種狀態, 用一位二進位即可。為了節省存儲空間,並使處理簡便,C語言又提供了一種數據結構,稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個字節中的二進位劃分為幾個不同的區域, 並說明每個區域的位數。每個域有一個域名,允許在程序中按域名進行操作。 這樣就可以把幾個不同的對象用一個字節的二進制位域來表示。一、位域的定義和位域變量的說明位域定義與結構定義相仿,其形式為:

  struct 位域結構名

  { 位域列表 };

  其中位域列表的形式為: 類型說明符 位域名:位域長度

  例如:

struct bs
{
 int a:8;
 int b:2;
 int c:6;
};  

  位域變量的說明與結構變量說明的方式相同。 可采用先定義後說明,同時定義說明或者直接說明這三種方式。例如:

struct bs
{
 int a:8;
 int b:2;
 int c:6;
}data;

  說明data為bs變量,共占兩個字節。其中位域a占8位,位域b占2位,位域c占6位。對於位域的定義尚有以下幾點說明:

  1. 一個位域必須存儲在同一個字節中,不能跨兩個字節。如一個字節所剩空間不夠存放另一位域時,應從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如:

struct bs
{
 unsigned a:4
 unsigned :0 /*空域*/
 unsigned b:4 /*從下一單元開始存放*/
 unsigned c:4
}

  在這個位域定義中,a占第一字節的4位,後4位填0表示不使用,b從第二字節開始,占用4位,c占用4位。

  2. 由於位域不允許跨兩個字節,因此位域的長度不能大於一個字節的長度,也就是說不能超過8位二進位。

  3. 位域可以無位域名,這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如:

struct k
{
 int a:1
 int :2 /*該2位不能使用*/
 int b:3
 int c:2
};  

  從以上分析可以看出,位域在本質上就是一種結構類型, 不過其成員是按二進位分配的。

  二、位域的使用

  位域的使用和結構成員的使用相同,其一般形式為: 位域變量名·位域名 位域允許用各種格式輸出。

main(){
 struct bs
 {
  unsigned a:1;
  unsigned b:3;
  unsigned c:4;
 } bit,*pbit;
 bit.a=1;
 bit.b=7;
 bit.c=15;
 printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);
 pbit=&bit;
 pbit->a=0;
 pbit->b&=3;
 pbit->c|=1;
 printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);
}  

  上例程序中定義了位域結構bs,三個位域為a,b,c。說明了bs類型的變量bit和指向bs類型的指針變量pbit。這表示位域也是可以使用指針的。

  程序的9、10、11三行分別給三個位域賦值。( 應注意賦值不能超過該位域的允許范圍)程序第12行以整型量格式輸出三個域的內容。第13行把位域變量bit的地址送給指針變量pbit。第14行用指針方式給位域a重新賦值,賦為0。第15行使用了復合的位運算符"&=", 該行相當於: pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值為7,與3作按位與運算的結果為3(111&011=011,十進制值為3)。同樣,程序第16行中使用了復合位運算"|=", 相當於: pbit->c=pbit->c|1其結果為15。程序第17行用指針方式輸出了這三個域的值。

  類型定義符typedef

  C語言不僅提供了豐富的數據類型,而且還允許由用戶自己定義類型說明符,也就是說允許由用戶為數據類型取“別名”。 類型定義符typedef即可用來完成此功能。例如,有整型量a,b,其說明如下: int aa,b; 其中int是整型變量的類型說明符。int的完整寫法為integer,

  為了增加程序的可讀性,可把整型說明符用typedef定義為: typedef int INTEGER 這以後就可用INTEGER來代替int作整型變量的類型說明了。 例如: INTEGER a,b;它等效於: int a,b; 用typedef定義數組、指針、結構等類型將帶來很大的方便,不僅使程序書寫簡單而且使意義更為明確,因而增強了可讀性。例如:

typedef char NAME[20]; 表示NAME是字符數組類型,數組長度為20。

  然後可用NAME 說明變量,如: NAME a1,a2,s1,s2;完全等效於: char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20]
又如:

typedef struct stu{ char name[20];
 int age;
 char sex;
} STU;

  定義STU表示stu的結構類型,然後可用STU來說明結構變量: STU body1,body2;

  typedef定義的一般形式為: typedef 原類型名 新類型名 其中原類型名中含有定義部分,新類型名一般用大寫表示, 以便於區別。在有時也可用宏定義來代替typedef的功能,但是宏定義是由預處理完成的,而typedef則是在編譯時完成的,後者更為靈活方便

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