C語言中位段的使用方法的分析

lchjczw 2013-01-05

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位段以位為單位定義結(jié)構(gòu)體(或共用體)中成員所占存儲空間的長度。

　　含有位段的結(jié)構(gòu)體類型稱為位段結(jié)構(gòu)。

　　位段結(jié)構(gòu)也是一種結(jié)構(gòu)體類型，只不過其中含有以位為單位定義存儲長度的整數(shù)類型位段成員。采用位段結(jié)構(gòu)既節(jié)省存儲空間，又可方便操作。

　　位段結(jié)構(gòu)中位段的定義格式為：

　　unsigned <成員名>:<二進制位數(shù)>

　　例如：

　　struct bytedata

　　{unsigned a:2; /*位段a，占2位*/

　　unsigned:6; /*無名位段，占6位，但不能訪問*/

　　unsigned:0; /*無名位段，占0位，表下一位段從下一字邊界開始*/

　　unsigned b:10; /*位段b，占10位*/

　　int i; /*成員i，從下一字邊界開始*/

　　}data;

　　位段數(shù)據(jù)的引用：

　　同結(jié)構(gòu)體成員中的數(shù)據(jù)引用一樣，但應(yīng)注意位段的最大取值范圍不要超出二進制位數(shù)定的范圍，否則超出部分會丟棄。

　　例如：data.a=2; 但 data.a=10;就超出范圍(a占2位，最大3)

　　關(guān)于位段數(shù)據(jù)，注意以下幾點：

　　(1)一個位段必須存儲在同一存儲單元(即字)之中，不能跨兩個單元。如果其單元空間不夠，則剩余空間不用，從下一個單元起存放該位段。

　　(2)可以通過定義長度為0的位段的方式使下一位段從下一存儲單元開始。

　　(3)可以定義無名位段。

　　(4)位段的長度不能大于存儲單元的長度。

　　(5)位段無地址，不能對位段進行取地址運算。

　　(6)位段可以以%d，%o，%x格式輸出。

　　(7)位段若出現(xiàn)在表達式中，將被系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換成整數(shù)。

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　　C語言中用結(jié)構(gòu)實現(xiàn)位段--個人心血!值得一看哦!C語言中的結(jié)構(gòu)是有實現(xiàn)位段的能力的，噢!你問它到底是什么形式是吧？這個問題呆會給你答案。讓我們先看看位段的作用：位段是在字段的聲明后面加一個冒號以及一個表示字段位長的整數(shù)來實現(xiàn)的。這種用法又被就叫作“深入邏輯元件的編程”，如果你對系統(tǒng)編程感興趣，那么這篇文章你就不應(yīng)該錯過!

　　我把使用位段的幾個理由告訴大家：1、它能把長度為奇數(shù)的數(shù)據(jù)包裝在一起，從而節(jié)省存儲的空間;2、它可以很方便地訪問一個整型值的部分內(nèi)容。

　　首先我要提醒大家注意幾點：1、位段成員只有三種類型：int ,unsigned int 和signed int這三種(當然了，int型位段是不是可以取負數(shù)不是我說了算的，因為這是和你的編譯器來決定的。位段，位段，它是用來表示字段位長(bit)的，它只有整型值，不會有7.2這種float類型的，如果你說有，那你就等于承認了有7.2個人這個概念，當然也沒有char這個類型的);2、成員名后面的一個冒號和一個整數(shù)，這個整數(shù)指定該位段的位長(bit);3、許多編譯器把位段成員的字長限制在一個int的長度范圍之內(nèi);4、位段成員在內(nèi)存的實現(xiàn)是從左到右還是從右到左是由編譯器來決定的，但二者皆對。

　　下面我們就來看看，它到底是什么東西(我先假定大家的機器字長為32位)：

　　Struct WORD

　　{

　　unsigned int chara: 6:

　　unsigned int font : 7;

　　unsigned int maxsize : 19;

　　};

　　Struct WORD chone;

　　這一段是從我編寫的一個文字格式化軟件摘下來的，它最多可以容納64(既我說的unsigned int chara :6; 它總共是6位)個不同的字符值，可以處理128(既unsigned int font : 7 ;既2的7次方)種不同的字體，和2的19次方的單位長度的字。大家都可以看到maxsize是19位，它是無法被一個short int 類型的值所容納的，我們又可以看到其余的成員的長度比char還小，這就讓我們想起讓他們共享32位機器字長，這就避免用一個32位的整數(shù)來表示maxsize的位段。怎么樣？還要注意的是剛才的那一段代碼在16位字長的機器上是無法實現(xiàn)的，為什么？提醒你一下，看看上面提醒的第3點，你會明白的!

　　你是不是發(fā)現(xiàn)這個東西沒有用??？如果你點頭了，那你就錯了!這么偉大的創(chuàng)造怎么會沒有用呢(你對系統(tǒng)編程不感興趣，相信你會改變這么一個觀點的)？磁盤控制器大家應(yīng)該知道吧？軟驅(qū)與它的通信我們來看看是怎么實現(xiàn)的下面是一個磁盤控制器的寄存器：

　　│←5→│←5→│←9→│←8→│←1→│←1→∣←1→∣←1→∣←1→∣

　　上面位段從左到右依次代表的含義為：5位的命令，5位的扇區(qū)，9位的磁道，8位的錯誤代碼，1位的HEAD LOADED,1位的寫保護，1位的DISK SPINNING，1位的錯誤判斷符，還有1位的READY位。它要怎么來實現(xiàn)呢？你先自己寫寫看：

　　struct DISK_FORMAT

　　{

　　unsigned int command : 5;

　　unsigned sector : 5;

　　unsigned track : 9 ;

　　unsigned err_code : 8;

　　unsigned ishead_loaded : 1;

　　unsigned iswrit_protect : 1;

　　unsigned isdisk_spinning : 1;

　　unsigned iserr_ocur : 1;