任务描述
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“位段”或“位域”。
所谓“位域”,就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。
知识学习
(1)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:
其中位域列表的形式为:
类型说明符位域名:位域长度
例如:
位域变量的说明方式与结构变量的说明方式相同。可采用先定义后说明、同时定义说明和直接说明3 种方式。
例如:
说明data 为st 变量,共占4 个字节。其中位域a 占8 位,位域b 占2 位,位域c 占6 位。
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:
在这个位域定义中,a 占第1 字节的4 位,后4 位填0 表示不使用,b 从第5 字节开始,占用4 位,c 占用4 位。
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。
③位域可以无位域名,这时它只用来做填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。(www.xing528.com)
例如:
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。
(2)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。
例10.1 位域和位运算符的应用
程序运行结果如图10.1所示。
图10.1 程序运行结果
程序分析:
上例程序中定义了位域结构st,3 个位域为a,b,c,说明了st 类型的变量bit 和指向st 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 3 行分别给3 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3 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符“| =”,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3 个域的值。
任务总结
位段在本质上也是结构类型,不过它的成员按二进制位分配内存。其定义、说明及使用的方式都与结构相同。位段提供了一种手段,使得其可在高级语言中实现数据的压缩,节省了存储空间,同时也提高了程序的效率。
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