什么是位段 位段的详细解释 位段其实也是一种结构体的类型 1.位段的成员是int,shortintunsignedint,signedint,short,char类型 2.位段的成员名后有一个冒号和一个数字 看一个例子: structS{inta:2;intb:5;intc:10;intd:30;};intmain{structSs={0};printf('%zd\n',sizeof(s));//%zd--打印无符号整型} 或许你猜的是47,我们来看一下结果 ![]() 点击加载图片 打印出8的原因,在于下面: 其实,位段-----位----二进制位 也就是说,冒号后面的数字,表示的是二进制数 我们先看整体,结构体中所有的成员都是int类型,而int类型是4字节,1字节是8个比特位,4字节就是32比特位, 进入结构体内部,先创建了一个int类型的空间, a占用2个比特位,b占用5个比特位,c占用10个比特位 abc在内存中的分布如下图: ![]() 点击加载图片 但此时这4字节中,剩下的比特位不够30个,存放不了b,所以还需再开辟一个int类型的空间,即4个字节,来存放d (因为成员类型是int类型,刚才一次性开辟了4个字节的空间) ![]() 点击加载图片 在内存中从右向左存储 所以,总体成员内存布局如上图: 这里你可能会有个疑惑,为什么不是在c的后面开始占用空间? 因为第一次开辟了4个字节(一个int类型)的空间,存放了a,b,c后,发现剩下的空间不够存放d,所以另外再开辟4个字节的空间,从这新开辟的空间中存放d。所以灰色的区域就是浪费了。 还有一个问题,位段后面的数字能大于32吗? 其实是不行的,一个int类型是4字节,32比特位,不能大于32,如果强行大于32呢? ![]() 点击加载图片 强行大于32就会报错。 所以位段是用来节省空间的 这里可能又有疑惑了,刚刚明明说浪费了灰色区域的空间,现在又说是节省空间,自相矛盾了。 你可以想想,如果不使用位段,那么就会开辟4个int类型的空间,就会开辟16字节的空间,但是使用位段,只开辟了8字节的空间,你说是不是节省空间呢? 再来看一个例子: structT{chara:3;charb:4;charc:5;chard:4;};intmain{structTt={0};printf('%zd\n',sizeof(t));t.a=10;t.b=20;t.c=3;t.d=4;printf('%d%d%d%d',t.a,t.b,t.c,t.d);} 请问输出的结果分别是什么呢? 第二个printf可能你脱口就说出,分别打印102034嘛 这么简单,而第一个printf,有了第一个例子的参照,我们可以计算t的空间大小 ![]() 点击加载图片 a和b在内存中的布局如图,由于c占5个比特位,剩余空间不足c使用,再开辟一个char的空间 如下图: ![]() 点击加载图片 剩下的3个比特位又不足够d使用,d需要4个比特位,故再开辟一个char类型的空间 ![]() 点击加载图片 所以t的总大小是3个字节,第一个printf打印的是3,但是第二个printf真的是打印刚才说的 102034吗? 来看答案: ![]() 点击加载图片 为什么会出现2434呢?好像毫不相干。 先听我解释: t.a=10,我们知道,a只需占用3个比特位,而10的二进制表示形式是1010 占用3比特位,从右往左拿3个,那就拿010,放入内存中。 如下图: ![]() 点击加载图片 同理,t.b=20,20的二进制表示形式是10100,从右往左,取4个,即0100,放入内存中, t.c=3,3的二进制表示形式是011,从右往左,取5个,可是011不够五个呀,不够的那就补0就好了,所以就取00011,放入内存中, t.d=4,4的二进制表示形式是0100,放入内存中,所以,内存中的布局如图: ![]() 点击加载图片 如何观察到这个现象呢?内存中是以16进制展现出来的,我们就先分析一下 ![]() 点击加载图片 每4个二进制数就是一个16进制数,那么16进制数就是220304,来验证结果: ![]() 点击加载图片 完美符合预期: 打印出来是2434的原因是: ![]() 点击加载图片 a,b,c,d的二进制序列化为十进制后就如上图,故打印的是2434。 看到这里,你应该明白了位段是什么 不过,位段这个东西,是没有官方的标准规定的,在不同的平台,位段的使用也不同。 总结:跟结构相比,位段可以达到同样的效果,可以很好地节省空间,但是有跨平台问题的存在。 |
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