C语言中位域(bit struct)和#pragma pack(n)指令对其影响。

刚才看INTERNETWORKING with TCP/IP Volume 3的时候看到下面代码



struct
rtp
{



unsigned
int
rtp_cc:
4



....



}

;

有点奇怪，不知道这个unsigned int rtp_cc:4是什么意思，照例google了下得到如下信息：

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。

（上面的说法好像不太对，我们假设sizeof(int) == 4，那么 sizeof(data) 的值应该是4，也就是说结构体 data 占用了一个 int 所占用的空间。

如图所示：

xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx

---- ---- (data.a 所占的空间 8 bits)

-- (data.b 所占的空间 2bits)

---- -- (data.c 所占的空间 6bits)

可以看到 a, b, c一共占用了低16位的空间。）

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。

（我觉得这里不应该是以字节为单位，应该是以定义的类型为单位，如上例中，就应该以 unsigned 为一个单位，b 从第二个unsigned 开始。

个人觉得，对于空域，不用去管里头到底是 0 还是1，意义不大，因为你访问不到他。

）

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。

（按照以上的理解，就说明位域的长度不能够超过所定义类型的长度，例如 定义： int a:36就是不允许的）

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。

二、位域的使用位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为：

位域变量名·位域名

位域允许用各种格式输出。



main()
{



struct
bs



{



unsigned a:
1
;



unsigned b:
3
;



unsigned c:
4
;



}

bit,
*
pbit;



bit.a
=
1
;



bit.b
=
7
;



bit.c
=
15
;



printf(
"
%d,%d,%d
"
,bit.a,bit.b,bit.c);



pbit
=&
bit;



pbit
->
a
=
0
;



pbit
->
b
&=
3
;



pbit
->
c
|=
1
;



printf(
"
%d,%d,%d
"
,pbit
->
a,pbit
->
b,pbit
->
c);



}

上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型

的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。

程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程

序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量

pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。第15行使用了复合的位运算符"&="，

该行相当于：pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值为7，与3作按位与运算的结果为3

(111&011=011,十进制值为3)。同样，程序第16行中使用了复合位运算"|="， 相当于：pbit->c=pbit->c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。

使用位域的主要目的是压缩存储，其大致规则为：

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，Dev-C++采取压缩方式；

4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩；

5) 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。

上面的信息来自 http://blog.csdn.net/jiyucn/archive/2006/07/01/862085.aspx
。

对我来说位域对那些对关系每位是什么的程序提供了便利。

还有就是#pragma pack(n)对位域的影响和其他类型相同。

看下面程序：



#include
<
iostream
>



//
#pragma pack(1)



struct
bs



{



int
a:
1
;



int
b:
5
;



int
c:
4
;



int
d:
6
;



char
e:
2
;



char
f:
6
;



}

;





struct
s



{



int
a;



int
b;



int
c;



int
d;



char
e;



char
f;



}

;





int
main()



{



std::cout
<<
sizeof
(bs)
<<
sizeof
(s);



bs _bs;



//
std::cout<<sizeof(_bs.e);
//
error C2070: 'char': illegal sizeof operand



return

0
;



}

在这里bs总共占有 4+3+1 byte

4: sizeof(int)

3: for the alignment

1: sizeof(char)

位域是将C一个类型的变量分开（提供一个分开操作某种数据类型的机制，使操作粒度到达bit级别）管理

如果把上面程序中第二行的注释去掉

则bs总共占用 4+1 byte

4: sizeof(int)

//3: alignment every 1 byte accoeding to the #pragma pack(1), so this blank is removed.

1: sizeof(char)

这里给出struct s最为对比

注释掉pack指令

sizeof(s) = 4+4+4+4+2+2 = 20 byte

加上pack指令

sizeof(s) = 4+4+4+4+1+1 = 18 byte

又遇到一个C中不懂的东西。以后绝对不能在简历中写：精通C/C++.真的还有很长路要走。