【C/C++】你知道位段吗?段位?不,是位段!

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本章重点

ecmascript

什么是位段?

gwt

位段的内存分配

立体相机

位段的跨平台问题

gpuimage

位段的应用

uniapp本地打包安卓


上一篇文章我详细介绍了第一种自定义类型–结构体。本章节我们认识一下另外一种自定义类型–

html5

位段。因为讲解位段时需要用到一点结构体的知识,所以我直接把链接放到这里可按需直接跳转:

DC/EP

结构体&内存对齐http://t.csdn.cn/mUXIXOK,进入正题,我们一起来学习如何用结构体实现位段。

bean的配置

什么是位段?


位段的声明与结构是类似的,但是有两个不同:

ipidea

1.位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 等整型家族。

2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字

比如:

这是我们已经认识的结构体类型:

struct S
{
	int a;
	int b;
	int c;
	int d;
};

这是一个位段类型:

struct A
{
	int a : 2;
	int b : 5;
	int c : 10;
	int d : 30;
};

位段的样子看起来奇奇怪怪的,那个冒号和后面的数字是什么意思呢?

rsync

位段位段,它名字里的“位”就是二进制位

hyperledger

小车跟踪

冒号和后面的数字其实是它的成员变量在告诉编译器:

进程间通信

毕业季·进击的技术e

成员a:我只需要2个比特的空间足以!

USART

成员b:请给我分配5个比特的空间吧!

vuex

成员c:给我来10个!

MODBUS

成员d:我需要的空间大,给我来40个比特的空间吧!

卷积神经网络

每个成员都得到了自己想要的大小的空间,那么位段A的总大小是多少呢?

hex下载程序

我们用sizeof来计算一下:

第一行Android

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("结构体S的大小为:  %d字节\n", sizeof(struct S));
	printf("位段A的大小为:     %d字节\n", sizeof(struct A));

	return 0;
}

结果如下:

rabbitmq

鏁版嵁鎸栨帢

学完上一章之后,我们很轻松的计算出结构体S的大小4*4=16字节与结果一致。

Python零基础

再看位段,把成员们所需要的空间大小加起来2+5+10+30=47比特。

网络

已知1字节=8比特。换算一下位段A的总大小应该是6字节就够了,可结果却是8字节。

那我们就不得不研究一下位段是如何进行内存分配的。

位段的内存分配


1.
位段的成员可以是
int unsigned int signed int
或者是
char
(属于
整形家族
)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

首先声明:位段有很多用法是标准未定义的,也就是说不同的机器上或者不同的编译器上内存如何

分配都有所差异,所以一下内容中有关内存分配的插图并不是严格正确的!!!

举个例子:

这是一个成员是int类型的位段:

struct A
{
	int a : 2;
	int b : 5;
	int c : 10;
	int d : 30;
};

这是一个成员是char类型的位段:

struct S
{
	char a : 3;
	char b : 4;
	char c : 5;
	char d : 4;
};

 现在假定义一个位段的变量并进行初始化:

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;

其在vs2013环境下是这样进行存储数据的:

说明数据是以二进制的方式进行存储的

再次强调:以上的存储形式仅仅是vs2013环境下的,每种不同的编译器在不同的环境下都有自己存储的方式 。

正因为如此,位段的使用被种种原因所限制。下面就看看位段的跨平台问题。

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。

说明:例如一个整型存储的时候,它的最高位是有符号位还是无符号位是有明确的规定的,

而位段标准并没有规定。有的平台会当作有符号数处理,有的反之。

2. 位段中最大位的数目不能确定。

说明:
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。

说明:

例如:

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。

说明:

例如这种情况:

总结

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

位段的应用


位段的有点就是可以根据自己需求来开辟一定大小的空间,在一定程度上做到了节省空间。

假设有这样的场景:

现在需要存储一个零件的规格:

长、宽、高、颜色、生产日期、价格

如果用结构体的话,即使全部用char类型来表示,也需要5个字节的空间。

但是用位段的话,某些数据,有可能用2个比特位就足够描述所有的情况。

这样有很好的避免了非必要的空间浪费。

总而言之,灵活的使用位段,能使我们的程序得到优化。

本章完!

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