结构体，位段！

目录

1.什么是位段？

别急！在下面第二点我和大家介绍。

2.位段的内存怎么分配？

还有一种情况就是两种类型夹杂在一起的位段 

3.位段的跨平台问题

4.位段能干嘛？（应用）

5.位段的注意事项

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1.什么是位段？

1. 位段的成员必须是 int 、 unsigned int 或 signed int ，在C99中位段成员的类型也可以

选择其他类型。

2. 位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。例如如下：

struct A
{int _a : 2;int _b : 5;int _c : 10;int _d : 30;
};
int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct A));return 0;
}

 打印出来为8，说明这里有8个字节，上面有4个int 不应该是12个字节吗？

别急！在下面第二点我和大家介绍。

2.位段的内存怎么分配？

1. 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char 等类型

2. 位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的⽅式来开辟的。

3. 位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使⽤位段。

struct A
{int _a : 2;int _b : 5;int _c : 10;int _d : 30;
};
int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct A));return 0;
}

还是这串代码，首先冒号：后面的数字其实规定的是这个int 变量能占到的二进制位。

一个int 有 4个字节 32个二进制位（比特位）。后面的数字相当于位宽（占的二进制位）

位段相当于本来一个 int 4个字节，但比如_a 你给了它两个比特位那么它就只有两个比特位

位段开辟的空间是根据你的类型开辟的，一个int 4个字节，那就直接开辟4个字节的空间，

但不同的是， 如果你的一个变量位宽不能等于这个类型的二进制位（int有32个）大小时，那后面的变量会根据位宽 与前面 的变量紧紧的存储到一起，就像a b c 三个变量其实占了

2+5+10个二进制位，他们加起来其实是存在了一个2个字节中。但如果加上d 30 就大于了32.这样是存不下的，所以得在开辟4个字节的空间，所以 最终打印出来为4+4=8个字节。中间的2个字节其实是浪费了。下面有个例子可以好好看（我也会给出讲解）

同时记住结构体的大小为最大对齐数的整数倍

struct S
{char a:3;char b:4;char c:5;char d:4;
};
struct S s = {0};
s.a = 10;
s.b = 12;
s.c = 3;
s.d = 4;

 a 的 二进制 0001010

 b 的 二进制 0001100

 c 的 二进制 0000011

 d 的 二进制 0000100

然后根据他们的位段的位宽进行截断 a 截3位，b 4位， c 5位， d 4位。

十六进制的 1位 等于 二进制的4位。最后算出内存中存储的是十六进制的 62 03 04.

还有一种情况就是两种类型夹杂在一起的位段 

struct S
{char a : 3;int b : 4;char c : 4;char d : 4;
};

如果位段中间出现不同类型的位段，其实会强制终止前一个位段的内容。

即第一个变量 a 开辟了 1个字节 ，后续的5个二进制位就不要了，重新开辟4个空间给 int b变量。b变量只用了4个二进制位，后续的二进制位也不在被占用而是直接跳过后面的所有二进制位，给 char c 变量开辟新的 一个字节空间。因为 c + d = 8，所以它们公用一个字节。

3.位段的跨平台问题

1. int 位段被当成有符号数还是⽆符号数是不确定的。

2. 位段中最⼤位的数⽬不能确定。（16位机器最⼤16，32位机器最⼤32，写成27，在16位机器会 出问题。

3. 位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配标准尚未定义。

4. 当⼀个结构包含两个位段，第⼆个位段成员⽐较⼤，⽆法容纳于第⼀个位段剩余的位时，是舍弃剩余的位还是利⽤，这是不确定的

总结：

跟结构相⽐，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。

4.位段能干嘛？（应用）

下图是⽹络协议中，IP数据报的格式，我们可以看到其中很多的属性只需要⼏个bit位就能描述，这⾥ 使⽤位段，能够实现想要的效果，也节省了空间，这样⽹络传输的数据报⼤⼩也会较⼩⼀些，对⽹络 的畅通是有帮助的。

 

5.位段的注意事项

因为位段他的部分不是一个一个字节存放，所以位段存放的数据不能用字节的方法来更改。 

所以不能对位段的成员使⽤&操作符，这样就不能使⽤scanf直接给位段的成员输⼊值，只能是先输⼊ 放在⼀个变量中，然后赋值给位段的成员。

不能直接更改位段变量的数据，只能间接更改

struct A
{int _a : 2;int _b : 5;int _c : 10;int _d : 30;
};
int main()
{struct A sa = { 0 };scanf("%d", &sa._b);//这是错误的//正确的⽰范int b = 0;scanf("%d", &b);sa._b = b;return 0;
}