位段的使用

1.  位域的存储
   C语言标准并没有规定位域的具体存储方式，不同的编译器有不同的实现，但它们都尽量压缩存储空间。
   
   位域的具体存储规则如下：
   1) 当相邻成员的类型相同时，如果它们的位宽之和小于类型的 sizeof 大小，那么后面的成员紧邻前一个成员存储，直到不能容纳为止；如果它们的位宽之和大于类型的 sizeof 大小，那么后面的成员将从新的存储单元开始，其偏移量为类型大小的整数倍。
   
   以下面的位域 bs 为例：
   1. #include <stdio.h>
   3. int main(){
   4. struct bs{
   5. unsigned m: 6;
   6. unsigned n: 12;
   7. unsigned p: 4;
   8. };
   9. printf("%d\n", sizeof(struct bs));
   11. return 0;
   12. }
   运行结果：
   4
   
   m、n、p 的类型都是 unsigned int，sizeof 的结果为 4 个字节（Byte），也即 32 个位（Bit）。m、n、p 的位宽之和为 6+12+4 = 22，小于 32，所以它们会挨着存储，中间没有缝隙。
   如果将成员 m 的位宽改为 22，那么输出结果将会是 8，因为 22+12 = 34，大于 32，n 会从新的位置开始存储，相对 m 的偏移量是 sizeof(unsigned int)，也即 4 个字节。
   
   如果再将成员 p 的位宽也改为 22，那么输出结果将会是 12，三个成员都不会挨着存储。
   
   2) 当相邻成员的类型不同时，不同的编译器有不同的实现方案，GCC 会压缩存储，而 VC/VS 不会。
   
   请看下面的位域 bs：
   1. #include <stdio.h>
   3. int main(){
   4. struct bs{
   5. unsigned m: 12;
   6. unsigned char ch: 4;
   7. unsigned p: 4;
   8. };
   9. printf("%d\n", sizeof(struct bs));
   11. return 0;
   12. }
   在 GCC 下的运行结果为 4，三个成员挨着存储；在 VC/VS 下的运行结果为 12，三个成员按照各自的类型存储（与不指定位宽时的存储方式相同）。
   3) 如果成员之间穿插着非位域成员，那么不会进行压缩。例如对于下面的 bs：
   1. struct bs{
   2. unsigned m: 12;
   3. unsigned ch;
   4. unsigned p: 4;
   5. };
   在各个编译器下 sizeof 的结果都是 12。
   
   通过上面的分析，我们发现位域成员往往不占用完整的字节，有时候也不处于字节的开头位置，因此使用&获取位域成员的地址是没有意义的，C语言也禁止这样做。地址是字节（Byte）的编号，而不是位（Bit）的编号。

   无名位域

   位域成员可以没有名称，只给出数据类型和位宽，如下所示：
   1. struct bs{
   2. int m: 12;
   3. int : 20; //该位域成员不能使用
   4. int n: 4;
   5. };
   无名位域一般用来作填充或者调整成员位置。因为没有名称，无名位域不能使用。
   
   上面的例子中，如果没有位宽为 20 的无名成员，m、n 将会挨着存储，sizeof(struct bs) 的结果为 4；有了这 20 位作为填充，m、n 将分开存储，sizeof(struct bs) 的结果为 8。