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C語言中位域的使用

編輯:關於C語言

一、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。

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