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位域

位域

有些数据在存储时并不需要占用一个完整的字节，只需要占用一个或几个二进制位即可。例如开关只有通电和断电两种状态，用 0 和 1 表示足以，也就是用一个二进位。正是基于这种考虑，C语言又提供了一种叫做位域的数据结构。
在结构体定义时，我们可以指定某个成员变量所占用的二进制位数（Bit），这就是位域。请看下面的例子：

struct bs{
unsigned m;
unsigned n: 4;
unsigned char ch: 6;
};

后面的数字用来限定成员变量占用的位数。成员 m 没有限制，根据数据类型即可推算出它占用 4 个字节（Byte）的内存。成员 n、ch 被:后面的数字限制，不能再根据数据类型计算长度，它们分别占用 4、6 位（Bit）的内存。

n、ch 的取值范围非常有限，数据稍微大些就会发生溢出，
请看下面的例子：
#include
int main(){
struct bs{
      unsigned m;
      unsigned n: 4;
      unsigned char ch: 6;
} a = { 0xad, 0xE, '$'};
//第一次输出
printf("%#x, %#x, %cn", a.m, a.n, a.ch);
//更改值后再次输出
a.m = 0xb8901c;
a.n = 0x2d;
a.ch = 'z';
printf("%#x, %#x, %cn", a.m, a.n, a.ch);
return 0;
}

运行结果：
0xad, 0xe, $
0xb8901c, 0xd, :

对于 n 和 ch，第一次输出的数据是完整的，第二次输出的数据是残缺的。
第一次输出时，n、ch 的值分别是 0xE、0x24（'$' 对应的 ASCII 码为 0x24），换算成二进制是 1110、10 0100，都没有超出限定的位数，能够正常输出。
第二次输出时，n、ch 的值变为 0x2d、0x7a（'z' 对应的 ASCII 码为 0x7a），换算成二进制分别是 10 1101、111 1010，都超出了限定的位数。超出部分被直接截去，剩下 1101、11 1010，换算成十六进制为 0xd、0x3a（0x3a 对应的字符是 :）。
C语言标准规定，位域的宽度不能超过它所依附的数据类型的长度。通俗地讲，成员变量都是有类型的，这个类型限制了成员变量的最大长度，:后面的数字不能超过这个长度。

Wang_14 · 2021-6-30 16:06:40

非常好，简单易懂！

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