c語言位段
① C語言的結構體位定義問題
按照名字定義，u無符號int整形，數字816，表示多少位的整形，
1位元組 uint8_t
2位元組 uint16_t
4位元組 uint32_t
8位元組 uint64_t
詳情參考:http://www.cnblogs.com/baochun968/archive/2011/10/19/2218008.html
bit0:1這句話定義了一個位域，bit0是該位域的域名，而且bit0隻佔用一個位。
位域是指信息在存儲時，並不需要佔用一個完整的位元組，而只需占幾個或一個二進制位。為了節省存儲空間，並使處理簡便，C語言提供了一種數據結構，稱為「位域」或「位段」。所謂「位域」是把一個位元組中的二進位劃分為幾個不同的區域，並說明每個區域的位數。每個域有一個域名，允許在程序中按域名進行操作。這樣就可以把幾個不同的對象用一個位元組的二進制位域來表示。
參考:http://..com/question/391684179.html
所以上面的結構體，一個元素屬性佔一位，前面的是2位元組，後面也是兩個位元組。本質上沒有區分吧
常規下可以這樣測試上面的代碼
#include<stdio.h>
typedef unsigned short uint16_t ;
typedef unsigned char uint8_t ;
typedef struct
{
uint16_t bit0:1;
uint16_t bit1:1;
uint16_t bit2:1;
uint16_t bit3:1;
uint16_t bit4:1;
uint16_t bit5:1;
uint16_t bit6:1;
uint16_t bit7:1;
uint16_t bit8:1;
uint16_t bit9:1;
uint16_t bit10:1;
uint16_t bit11:1;
uint16_t bit12:1;
uint16_t bit13:1;
uint16_t bit14:1;
uint16_t bit15:1;
}BITS161;
typedef struct
{
uint8_t bit0:1;
uint8_t bit1:1;
uint8_t bit2:1;
uint8_t bit3:1;
uint8_t bit4:1;
uint8_t bit5:1;
uint8_t bit6:1;
uint8_t bit7:1;
uint8_t bit8:1;
uint8_t bit9:1;
uint8_t bit10:1;
uint8_t bit11:1;
uint8_t bit12:1;
uint8_t bit13:1;
uint8_t bit14:1;
uint8_t bit15:1;
}BITS162;
int main(){
printf("%d,%d",sizeof(BITS161),sizeof(BITS162));
return 0;
}
輸出為2，2，表示結構體都是兩個位元組。但是如果typedefunsignedintuint16_t;就是用通常的4位元組整形表示uint16_t，上面的結構體至少要一個int長度，輸出為4,2
② C語言 定義數據結構，成員變數後面的:1 是什麼意思
它是應用在對位進行操作時 對一個位元組進行分段（位段） is_unknown為位段名，1為位的個數
③ C語言中如何提取出一個位元組的八位各自的狀態
Port I/O操作常用寫法：定義8個位域，並且和一個Char放到聯合體中。
簡單寫一下：
位域用樓上的寫法就行
union {
_aaa testBit;
unsigned char ucTestByte;
} P1;
首先把位元組整體賦值，比如0xAA。
P1.ucTestByte = 0xAA;
則可直接使用各Bit進行判斷，如：
if ( P1.testBit.a1 == 0 ) {
.....;
}
當然也可以直接對某一位賦值，如：
P1.testBit.a1 = 0;
則P1.ucTestByte變成0xAB；
位域不建議定義成a1-a8，最好是a0-a7，或bit0-bit7。
不編程已好久，具體寫法可能不正確，但思路沒問題，謹供參考。
④ C語言怎麼寫底層.這是什麼情況
C語言的內存模型基本上對應了現在von Neumann（馮．諾伊曼）計算機的實際存儲模型，很好的達到了對機器的映射，這是C/C++適合做底層開發的主要原因，另外，C語言適合做底層開發還有另外一個原因，那就是C語言對底層操作做了很多的的支持，提供了很多比較底層的功能。
下面結合問題分別進行闡述。
問題：移位操作
在運用移位操作符時，有兩個問題必須要清楚：
(1)、在右移操作中，騰空位是填 0 還是符號位；
(2)、什麼數可以作移位的位數。
答案與分析：
">>"和"<<"是指將變數中的每一位向右或向左移動, 其通常形式為:
右移: 變數名>>移位的位數
左移: 變數名<<移位的位數
經過移位後, 一端的位被"擠掉",而另一端空出的位以0 填補,在C語言中的移位不是循環移動的。
(1) 第一個問題的答案很簡單，但要根據不同的情況而定。如果被移位的是無符號數，則填 0 。如果是有符號數，那麼可能填 0 或符號位。如果你想解決右移操作中騰空位的填充問題，就把變數聲明為無符號型，這樣騰空位會被置 0。
(2) 第二個問題的答案也很簡單：如果移動 n 位，那麼移位的位數要不小於 0 ，並且一定要小於 n 。這樣就不會在一次操作中把所有數據都移走。
比如，如果整型數據占 32 位，n 是一整型數據，則 n << 31 和 n << 0 都合法，而 n << 32 和 n << -1 都不合法。
注意即使騰空位填符號位，有符號整數的右移也不相當與除以 。為了證明這一點，我們可以想一下 -1 >> 1 不可能為 0 。
問題：位段結構
struct RPR_ATD_TLV_HEADER
{
ULONG res1:6;
ULONG type:10;
ULONG res1:6;
ULONG length:10;
};
位段結構是一種特殊的結構, 在需按位訪問一個位元組或字的多個位時, 位結構比按位運算符更加方便。
位結構定義的一般形式為:
struct位結構名{
數據類型 變數名: 整型常數;
數據類型 變數名: 整型常數;
} 位結構變數;
其中: 整型常數必須是非負的整數, 范圍是0~15, 表示二進制位的個數, 即表示有多少位。
變數名是選擇項, 可以不命名, 這樣規定是為了排列需要。
例如: 下面定義了一個位結構。
struct{
unsigned incon: 8; /*incon佔用低位元組的0~7共8位*/
unsigned txcolor: 4;/*txcolor佔用高位元組的0~3位共4位*/
unsigned bgcolor: 3;/*bgcolor佔用高位元組的4~6位共3位*/
unsigned blink: 1; /*blink佔用高位元組的第7位*/
}ch;
位結構爛穗猛成員的訪問與結構成員的訪問相同。
例如: 訪問上例飢橋位結構中的bgcolor成員可寫成:
ch.bgcolor
位結構成員可以與其它結構成員一起使用。 按位訪問與設置，方便&節省
例如:
struct info{
char name[8];
int age;
struct addr address;
float pay;
unsigned state: 1;
unsigned pay: 1;
}workers;'
上例的結構定義了關於一個工從的信息。其中有兩個位結構成員, 每個位結構成員只有一位, 因此只佔一個位元組但保存了兩個信息, 該位元組中第一位表示工人的狀態, 第二位表示工資是否已發放。由此可見使用位結構可以節省存貯空間。
注意不要超過值限制
問題：位元組對齊
我在使用VC編程的過程中，有一次調用DLL中定義的結構時，發覺結構都亂掉了，完全不能讀取正確的值，後來發現這是因為DLL和調用程序使用的位元組對齊選項不同，那麼我想問一下，位元組對齊究竟是怎麼一回事？
答案與分析：
關於位元組對齊：
1、 當不同的族歲結構使用不同的位元組對齊定義時，可能導致它們之間交互變得很困難。
2、 在跨CPU進行通信時，可以使用位元組對齊來保證唯一性，諸如通訊協議、寫驅動程序時候寄存器的結構等。
三種對齊方式：
1、 自然對齊方式（Natural Alignment）：與該數據類型的大小相等。
2、 指定對齊方式 ：
#pragma pack(8) //指定Align為 8；
#pragma pack() //恢復到原先值
3、 實際對齊方式：
Actual Align = min ( Order Align, Natual Align )
對於復雜數據類型（比如結構等）：實際對齊方式是其成員最大的實際對齊方式：
Actual Align = max( Actual align1,2,3，…)
編譯器的填充規律：
1、 成員為成員Actual Align的整數倍，在前面加Padding。
成員Actual Align = min( 結構Actual Align，設定對齊方式)
2、 結構為結構Actual Align的整數倍，在後面加Padding.
例子分析：
#pragma pack(8) //指定Align為 8
struct STest1
{
char ch1;
long lo1;
char ch2;
} test1;
#pragma pack()
現在
Align of STest1 = 4 , sizeof STest1 = 12 ( 4 * 3 )
test1在內存中的排列如下（ FF 為 padding ）：
00 -- -- -- 04 -- -- -- 08 -- -- -- 12 -- -- --
01 FF FF FF 01 01 01 01 01 FF FF FF
ch1 -- lo1 -- ch2
#pragma pack(2) //指定Align為 2
struct STest2
{
char ch3;
STest1 test;
} test2;
#pragma pack()
現在 Align of STest1 = 2, Align of STest2 = 2 , sizeof STest2 = 14 ( 7 * 2 )
test2在內存中的排列如下：
00 -- -- -- 04 -- -- -- 08 -- -- -- 12 -- -- --
02 FF 01 FF FF FF 01 01 01 01 01 FF FF FF
ch3 ch1 -- lo1 -- ch2
注意事項：
1、 這樣一來，編譯器無法為特定平台做優化，如果效率非常重要，就盡量不要使用#pragma pack，如果必須使用，也最好僅在需要的地方進行設置。
2、 需要加pack的地方一定要在定義結構的頭文件中加，不要依賴命令行選項，因為如果很多人使用該頭文件，並不是每個人都知道應該pack。這特別表現在為別人開發庫文件時，如果一個庫函數使用了struct作為其參數，當調用者與庫文件開發者使用不同的pack時，就會造成錯誤，而且該類錯誤很不好查。
3、 在VC及BC提供的頭文件中，除了能正好對齊在四位元組上的結構外，都加了pack，否則我們編的Windows程序哪一個也不會正常運行。
4、 在 #pragma pack(n) 後一定不要include其他頭文件，若包含的頭文件中改變了align值，將產生非預期結果。
5、 不要多人同時定義一個數據結構。這樣可以保證一致的pack值。 問題：按位運算符
C語言和其它高級語言不同的是它完全支持按位運算符。這與匯編語言的位操作有些相似。 C中按位運算符列出如下:
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
操作符 作用
————————————————————————————
& 位邏輯與
位邏輯或
^ 位邏輯異或
- 位邏輯反
>> 右移
<< 左移
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
注意：
1、 按位運算是對位元組或字中的實際位進行檢測、設置或移位, 它只適用於字元型和整數型變數以及它們的變體, 對其它數據類型不適用。
2、 關系運算和邏輯運算表達式的結果只能是1或0。 而按位運算的結果可以取0或1以外的值。 要注意區別按位運算符和邏輯運算符的不同, 例如, 若x=7, 則x&&8 的值為真(兩個非零值相與仍為非零), 而x&8的值為0。
3、 與 ，&與&&，~與! 的關系
&、 和 ~ 操作符把它們的操作數當作一個為序列，按位單獨進行操作。比如：10 & 12 = 8，這是因為"&"操作符把 10 和 12 當作二進制描述 1010 和 1100 ，所以只有當兩個操作數的相同位同時為 1 時，產生的結果中相應位才為 1 。同理，10 12 = 14 ( 1110 )，通過補碼運算，~10 = -11 ( 11...110101 )。<以多少為一個位序列> &&、 和！操作符把它們的操作數當作"真"或"假"，並且用 0 代表"假"，任何非 0 值被認為是"真"。它們返回 1 代表"真"，0 代表"假"，對於"&&"和""操作符，如果左側的操作數的值就可以決定表達式的值，它們根本就不去計算右側的操作數。所以，!10 是 0 ，因為 10 非 0 ；10 && 12 是 1 ，因為 10 和 12 均非 0 ；10 12也是 1 ，因為 10 非 0 。並且，在最後一個表達式中，12 根本就沒被計算，在表達式 10 f( ) 中也是如此。
⑤ C語言定義變數後面加冒號，數字什麼意思
該種形式出現於結構體或共用體的定義中，是位域定義的標准形式。
其使用方式為
struct name
{
type var_name : n;
};
含義為，在結構體name匯總，成員變數var_name佔用空間為n位。
n為正整數，其值必須小於type類型佔用的位數。比如type如果是int，佔4位元組32位，那麼n必須是1~31之間的整數。
對於位域類型的成員，在賦值時如果實際值超過n位所能表達的范圍，那麼超出部分將會被截掉，只保存低位值。如int var:4,本身只有4位的空間，如果賦值var = 20, 由於20的二進制值為10100，實際為五位，這時var實際被賦值的就是低四位，0100，即4。
由於C語言中的地址是針對位元組計算的，所以位域類型的成員變數不支持取地址操作，即對於變數v, 如果存在位域成員變數var，那麼&a.var是非法的，編譯會出錯。