位段（详解）

        今天让我们来了解c语言中的位段

        什么是位段？

        位段可以理解为结构体的一种，但是我们需要了解位段与结构体的不同之处

        1.位段的成员必须是int，unsigned int，signed int类型。

        2.位段的成员名后面都有一个冒号和一个数字。

        我们随便写一个位段来给大家看看

struct A
{
 int _a:2;
 int _b:5;
 int _c:10;
 int _d:30;
};

        在这里，这个A就是一个位段类型，一般在位段类型中的成员类型都是一个类型，咋们这边的成员就是int类型。

        我们都写出来一个位段了，那么我们使用sizeof来看看这个位段的大小吧；

        通过sizeof打印了位段结构A的大小，发现位段结构A的大小是8个字节，四个整型是16个字节，为什么这边位段是8个字节呢

        位段中的位指的是二进制位，在外面这段代码中冒号后面的数字是解释在int类型的_a中，占据了几比特位，比如这里我们int类型的_a如果直接是int类型的话需要4个字节32个比特位，但是我用不了那么多怎么办，我只需要2个比特位就可以完成我的功能实现我的作用了，那么这个时候我们使用位段就可以解决这个问题，我们在：后面输入2，那么我们这里就表示我们使用了int类型_a的两个比特位，这样就可以节省30个比特位，我们发现，使用位段可以大大的节省咋们程序中使用的空间。

        大家在写位段的时候如果我们定义一个结构体成员，那么在他占据的比特位是不可以超过他自身大小的哦。例如_a的大小是int，8字节32比特位，那么我们在冒号后面的数字就不可以大于32呢。

        位段的内存分配

        如果我们想要深入了解位段的话就不得不说一下位段的内存分配了

        1.在位段中，位段的成员可以是整型家族，char类型严格来算的话也是整型家族哦

        2.位段的空间是按照需要以4个字节或者1个字节（char）的方式来开辟的。

        3.位段涉及到的不确定因素很多，所以位段不跨平台，在注重可移植的程序应该避免使用位段。这是位段的缺点。

        代码示例与图解

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;

        在以上代码中，我们开辟了内存空间之后，不确定内存中存储是从低位到高位还是高位到低位，这个在c语言标准中没有规定，我们假定是从低位到高位使用。

        在a中我们想要将10存储进去，但是这个时候我们位段规定只存储3个比特位，我们发现10的二进制位占据4个比特位，那么这里就会发生截断，我们存入的数据就只会剩余3个比特位010，存入a的数据就会变成了2。

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        在b中我们需要占用4个比特位来存放12，我们这边12的二进制表示为1100，我们在存储b的时候就要接着a存储内容的后面接着来储存。

        我们将1100接着a存储的位置接着4个比特位往后将1100放入，这就是位段中的数据在内存中存储的方式。

        那么这里我们还剩余一个比特位，在我们存储c的时候还会使用这个比特位嘛？不会，在我们剩余的比特位不可以存放我们接下来的数据时，我们会选择舍弃剩余空间。

        截断

        那么我们在存放c的时候就使用5个比特位来存放3的数据00000011发生截断，截断之后数据变为00011存放在内存中，之后剩余3个比特位舍弃，因为d需要4个比特位来存放数据，我们继续开辟一个新的内存来存放d的数据。

        测试与结果

        好啦，那么我们在这里显示是开辟了3个字节的数据，那么我们这个结构体的大小是不是3个字节呢，我们运行程序来检测一下。

        运行结果为3，大家如果还不放心的话咋们来看看内存中到底是不是和咋们分析的一样吧，在这个结构中，外面认为在3个字节中存放的数据16进制表示分别为62，3，4，我们进入调试界面来看内存。

        我们调试代码过后在内存地址栏输入&s，之后显示内存中存放的数据确实为62，03，04

        这就是位段的内存分配。

        位段的跨平台问题

        我们之前说位段在使用过程中会有跨平台问题，这里就可以给大家做一个总结

        在位段的使用过程中有这么几点是不确定的

        1.int位段被当作有符号数还是无符号数是不确定的

        2.位段中最大位的数目不能确定的，例如在我们16位的机器中最大就是16位，32位机器的最大位是32，我们在32位机器中写的位段是27在16位机器中就会出问题。

        3.位段中的成员在内存中是从左往右还是从右往左分配没有明确定义。

        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不确定，咋们这边使用位段的时候将剩余位舍弃。

        这些因素都是不确定的，所以我们在使用位段的时候跨平台问题会很多。

        好啦，这就是位段在内存中的存储于使用了，希望大家有所收获，如果有漏掉的地方希望可以指正哦！