7.1 位域
有些信息在存储时，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1位二进位即可。为了节省存储空间并使处理简便，C语言又提供了一种数据结构，称为"位域"或"位段"。
所谓"位域"是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。
典型的实例：
1）用 1 位二进位存放一个开关量时，只有0和1两种状态。
2）读取外部文件格式，可以读取非标准的文件格式。例如：9 位的整数。
7.1.1 位域的定义和位域变量的说明
位域定义与结构定义相仿，其形式为：
struct 位域结构名 { 位域列表 }; |
其中位域列表的形式为：
类型说明符位域名: 位域长度 |
例如：
struct bs { int a:8; int b:2; int c:6; }data; |
说明 data 为 bs 变量，共占两个字节，其中位域a占8位，位域b占2位，位域 c 占6位。
如下示例
struct packed_struct { unsigned int f1:1; unsigned int f2:1; unsigned int f3:1; unsigned int f4:1; unsigned int type:4; unsigned int my_int:9; } pack; |
在这里，packed_struct 包含6个成员：四个1位的标识符f1..f4、一个4位的 type和一个9位的 my_int。
7.1.2 对于位域的定义尚有以下几点说明
1. 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如
struct bs{ unsigned a:4; unsigned :4; /* 空域 */ unsigned b:4; /* 从下一单元开始存放 */ unsigned c:4 } |
1. 在这个位域定义中，a 占第一字节的 4 位，后 4 位填 0 表示不使用，b 从第二字节开始，占用 4 位，
c 占用 4 位。
2. 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进位。
如果最大长度大于计算机的整数字长，一些编译器可能会允许域的内存重叠，另外一些编译器可能会把大于一个域的部分存储在下一个字中。
3. 位域可以是无名位域，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如：
struct k{ int a:1; int :2; /* 该 2 位不能使用 */ int b:3; int c:2; }; |
从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型，不过其成员是按二进位分配的。
7.1.3 位域的使用
位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为：
位域变量名.位域名 位域指针名->位域名 |
其中，位域允许用各种格式输出。
示例程序如下：
#include <stdio.h> int main() { struct bs { unsigned a:1; unsigned b:3; unsigned c:4; } bit,*pbit;
bit.a=1; /* 给位域赋值（应注意赋值不能超过该位域的允许范围） */ bit.b=7; /* 给位域赋值（应注意赋值不能超过该位域的允许范围） */ bit.c=15; /* 给位域赋值（应注意赋值不能超过该位域的允许范围） */
printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c); /* 以整型量格式输出三个域的内容 */ pbit=&bit; /* 把位域变量 bit 的地址送给指针变量 pbit */ pbit->a=0; /* 用指针方式给位域 a 重新赋值，赋为 0 */
pbit->b&=3; /*使用了复合的位运算符 "&="，位域 b 中原有值为 7,与3作按位与运算的结果为 3 */ pbit->c|=1; /* 使用了复合位运算符"|="，相当于：pbit->c=pbit->c|1，其结果为 15 */ printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c); /* 用指针方式输出了这三个域的值 */ } |
上例程序中定义了位域结构 bs，三个位域为 a、b、c。说明了 bs 类型的变量 bit 和指向 bs 类型的指针变量 pbit。这表示位域也是可以使用指针的。