一文读懂C语言位域/位段

在做嵌入式开发的时候，我们经常会遇到这样的代码：

struct{unsignedintwidthValidated:1;unsignedintheightValidated:1;}status;

这样定义结构体变量是什么意思呢？

主要原因是：有些信息在存储时，只需占几个或一个二进制位（bit），并不需要占用一个完整的字节。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语言提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。

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。

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：

type[member_name]:width;

下面是有关位域中变量元素的描述：

位域的使用和结构体成员的使用相同，其一般形式为：

位域变量名.位域名

位域变量名-位域名

位域最大的作用就是节省存储空间，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。例如以下案例：

/*定义简单的结构*/struct{unsignedintwidthValidated;unsignedintheightValidated;}status1;/*定义位域结构*/struct{unsignedintwidthValidated:1;unsignedintheightValidated:1;}status2;intmain(){printf("Memorysizeoccupiedbystatus1:%d\n",sizeof(status1));printf("Memorysizeoccupiedbystatus2:%d\n",sizeof(status2));return0;}

代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Memorysizeoccupiedbystatus1:8Memorysizeoccupiedbystatus2:4

结构体status1是由正常的两个unsignedint类型变量组成，占用内存是8字节，结构体status2也是unsignedint类型变量，但是它仅使用了一个unsignedint类型内存的前2bit，实际上还有30bit没使用，所以占用内存是4字节。

对于位域的定义有以下几点说明：

一个位域存储在同一个字节中，如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，则会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：

structbs{unsigneda:4;unsigned:4;/*空域*/unsignedb:4;/*从下一单元开始存放*/unsignedc:4}

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