爱悠闲 > C中位域结合对齐(pragma)的例子及解释

C中位域结合对齐(pragma)的例子及解释

分类: C语言深入  |  标签: c,struct,存储,数据结构,编译器,gcc  |  作者: leichelle 相关  |  发布日期 : 2014-05-08  |  热度 : 926°

有些信息在存储时,并不需要占用一个完整的字节, 而只需占几个或一个二进制位。

例如在存放一个开关量时,只有0和1 两种状态,用一位二进位即可。为了节省存储空间,并使处理简便,C语言又提供了一种数据结构,称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域,并说明每个区域的位数。每个域有一个域名,允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进

制位域来表示。

一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿,其形式为: 

        struct 位域结构名 

        { 位域列表 };

其中位域列表的形式为: 类型说明符 位域名:位域长度 

例如: 

struct bs

{

        int a:8;

        int b:2;

        int c:6;

};

位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明,同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如:

struct bs

{

        int a:8;

        int b:2;

        int c:6;

}data;

说明data为bs变量,共占两个字节。其中位域a占8位,位域b占2位,位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明:

       1. 一个位域必须存储在同一个字节中,不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时,应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。

例如: 

struct bs

{

        unsigned a:4

        unsigned :0 /*空域*/

        unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/

        unsigned c:4

}

在这个位域定义中,a占第一字节的4位,后4位填0表示不使用,b从第二字节开始,占用4位,c占用4位。

        2. 由于位域不允许跨两个字节,因此位域的长度不能大于一个字节的长度,也就是说不能超过8位二进位。

        3. 位域可以无位域名,这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如: 

struct k

{

        int a:1

        int :2 /*该2位不能使用*/

        int b:3

        int c:2

};

从以上分析可以看出,位域在本质上就是一种结构类型, 不过其成员是按二进位分配的。

如果结构体中含有位域(bit-field),那么VC中准则是:

1) 如果相邻位域字段的类型相同,且其位宽之和小于类型的sizeof大小,则后面的字段将紧邻前一个字段存储,直到不能容纳为止;

2) 如果相邻位域字段的类型相同,但其位宽之和大于类型的sizeof大小,则后面的字段将从新的存储单元开始,其偏移量为其类型大小的整数倍;

3) 如果相邻的位域字段的类型不同,则各编译器的具体实现有差异,VC6采取不压缩方式(不同位域字段存放在不同的位域类型字节中),Dev-C++和GCC都采取压缩方式;

系统会先为结构体成员按照对齐方式分配空间和填塞(padding),然后对变量进行位域操作。

理解了吗?试着做下面几个例子(VS 2003)。

#pragma pack(1) 

struct s4{

 char a:4;

 short b:4;

 short c:4;

 long d;

};

输出S4 sizeof:7

#pragma pack(1) 

struct s4{

 char a:4;

 short b:4;

 char c:4;

 long d;

};

输出S4 sizeof:8

#pragma pack(2) 

struct s4{

 char a:4;

 short b:4;

 char c:4;

 long d;

};

输出S4 sizeof:10

#pragma pack(2) 

struct s4{

 char a:4;

 short b:4;

 short c:4;

 long d;

};

输出S4 sizeof:8

#pragma pack(2) 

struct s4{

 char a:4;

 short b:4;

 short c:7;

 long d;

};

输出S4 sizeof:8