C 语言 位域
位域是指信息在存储时，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
如果程序的结构中包含多个开关量，它们的值只有 1 或 0 两种，如下：
struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status;
这种结构需要 8 字节的内存空间，但在实际上，在每个变量中，我们只存储 0 或 1。
C 语言为这种情况提供了一种更好的利用内存空间的方式。 如果我们在结构内使用这样的变量，可以定义变量的宽度来告诉编译器，我们只使用这些字节。
例如，上面的结构可以重写成：
struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status;
重写后的结构，status 变量将占用 4 个字节的内存空间，但是只有 2 位被用来存储值。 如果我们用了 32 个变量，每一个变量宽度为 1 位，那么 status 结构将使用 4 个字节，但只要我们再多用一个变量，如果使用了 33 个变量，那么它将分配内存的下一段来存储第 33 个变量，这个时候就开始使用 8 个字节。
让我们使用一个范例来演示这种位域的效果
/** * file: main.c * author: 简单教程(www.twle.cn) */ #include <stdio.h> #include <string.h> /* 普通的方法定义结构 */ struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status1; /* 定义位域结构 */ struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status2; int main( ) { printf( "Memory size occupied by status1 : %ld\n", sizeof(status1)); printf( "Memory size occupied by status2 : %ld\n", sizeof(status2)); return 0; }
编译和运行上面的范例，输出结果如下
$ gcc main.c && a.out Memory size occupied by status1 : 8 Memory size occupied by status2 : 4
位域声明
在结构内声明位域的方法如下：
struct { type [member_name] : width ; };
-
type：整数类型，决定了如何解释位域的值。类型可以是整型、有符号整型、无符号整型
-
member_name：位域的名称，位域中位的数量。宽度必须小于或等于指定类型的位宽度
-
with：位域占用的位(bit)数，最大不能超过 type 的类型，最小为 1
带有预定义宽度的变量被称为 位域 。
位域可以存储多于 1 位的数，例如，需要一个变量来存储从 0 到 7 的值，您可以定义一个宽度为 3 位的位域，如下：
struct { unsigned int age : 3; } Age;
这个结构定义指示 C 编译器，age 变量将只使用 3 位来存储这个值，如果您试图使用超过 3 位，则会报错。
范例： 位域的使用
/** * file: main.c * author: 简单教程(www.twle.cn) */ #include <stdio.h> #include <string.h> struct { unsigned int age : 3; } Age; int main( ) { Age.age = 3; printf( "Sizeof( Age ) : %lu\n", sizeof(Age) ); printf( "Age.age : %u\n", Age.age ); Age.age = 5; printf( "Age.age : %u\n", Age.age ); Age.age = 7; printf( "Age.age : %u\n", Age.age ); return 0; }
编译和运行上面的程序，输出结果如下
$ gcc main.c && a.out Sizeof( Age ) : 4 Age.age : 3 Age.age : 5 Age.age : 7