位域（位段）

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

例如： 存放一个开关量时，只有0和1二种状态，只保存一位二进制位即可。为了节省存储空间，C语言提供了数据结构：位域。

　　位域是把字节中的二进制位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个区域有个域名，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。

位域的定义

　　位域定义与结构体定义相仿，形式为：

struct 位域结构名

{

　　类型名  位域名： 位域长度，如 int a 8;  //位域长度不能大于8(即一个字节)

　　......

};

 

注意：

　　一个位域必须存储在一个字节中，当有二个连续的位域，在一个字节中存放第一个位域后剩下的空间不足以存放第二个

位域，则第二个位域将存放在下一个字节单元中，前一个字节多余的位补0。(因为一个位域必须存储在一个字节，所以位域长度最大为8)

 

1 struct wy
2 {
3 　　unsigned int a : 4; //第一个字节前4位存放该位域
4 　　unsigned int b : 5; //第一个字节剩下的4位不足以存放b，位域b从下一个字节开始
5 }WY;
6 sizeof(WY) == 4;位域存储的类型是int占用4个字节，根据内存对齐规则不足4字节也占用4字节。对齐规则可以往下看

 

空域：

　　不管当前字节单元剩下的位数是否足以存放下一个位域，使用空域后，下一个位域都存放到下一个类型单元，比如int就存放到下个int单元。

1 struct wyn
2 {
3 　　unsigned int a : 4; //第一个字节前4位存放该位域
4 　　unsigned int :0;
5 　　unsigned int b : 2; //空域后的位域从下个单元开始
6 }WYN;
7 sizeof(WYN) == 8; 因为存储的类型是int型，空域后，从下个int开始

 

wyn nn;  nn.a = 6; //给a赋值为6其实是把a占用的4位赋值为 0110

 当一个位域无位域名时，它只是用来作为填充或调整位置，不能被使用(比如 int :3 仅仅是用来占3位二进制位，但这3位没法在程序里使用)。

位域内存对齐规则

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(类型)大小，则后面的字段紧邻前一个字段存储。

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

3 如果相邻位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，需要在编译器上测试

 

1 struct wyn
2 {
3 　　unsigned int i : 8;
4 　　unsigned int j : 4;
5 　　unsigned int a : 3;
6　　　double b;
7 }WYN;
8 sizeof(WYN) == 16; 
i,j,a共占用2个字节，根据规则1，紧邻的int型i,j,a共占用4字节。
b位double型，占用8字节，根据对齐规则，b的内存地址必须是8的整数倍，所以在i,j,a后会填充4个字节，再存储b。

 

1 struct wyn2
2 {
3 　　unsigned int i : 8;
4 　　unsigned int j : 4;
5 　　double b; 
6　　 unsigned int a : 3;
7 }WYN2;
8 sizeof(WYN2) == 24;  
同上面WYN一样，根据规则1，2：i,j,b占用16字节
位域a占用3位，类型是int应该占用4字节，但是整个结构体大小应该按照最大的类型double对齐，必须是8的整数倍。所以占用24字节