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什么是位段

• 位段的详细解释

位段其实也是一种结构体的类型

1.位段的成员是 int ,short int unsigned int , signed int , short , char 类型

2.位段的成员名后有一个冒号和一个数字

看一个例子：

struct S
{int a : 2;int b : 5;int c : 10;int d : 30;
};int main()
{struct S s = { 0 };printf("%zd\n", sizeof(s));//%zd--打印无符号整型
}

那么来猜测一下打印出来的结果是多少呢？
或许你猜的是47，我们来看一下结果

打印出8的原因，在于下面：

其实 ，位段 -----位 ----二进制位
也就是说，冒号后面的数字，表示的是二进制数
我们先看整体，结构体中所有的成员都是int 类型，而int 类型是4字节，1字节是8个比特位，4字节就是32 比特位，

进入结构体内部，先创建了一个int类型的空间，

a占用2个比特位，b占用5个比特位，c占用10个比特位

abc在内存中的分布如下图：

但此时这4字节中，剩下的比特位不够30个，存放不了b，所以还需再开辟一个int类型的空间，即4个字节，来存放d
（因为成员类型是int 类型，刚才一次性开辟了4个字节的空间）

在内存中从右向左存储

所以，总体成员内存布局如上图：
这里你可能会有个疑惑，为什么不是在c的后面开始占用空间？
因为第一次开辟了4个字节（一个int类型）的空间，存放了a，b，c后，发现剩下的空间不够存放d，所以另外再开辟4个字节的空间，从这新开辟的空间中存放d。所以灰色的区域就是浪费了。

还有一个问题，位段后面的数字能大于32 吗？
其实是不行的，一个int类型是4字节，32比特位，不能大于32，如果强行大于32呢？

强行大于32就会报错。

所以位段是用来节省空间的

这里可能又有疑惑了，刚刚明明说浪费了灰色区域的空间，现在又说是节省空间，自相矛盾了。
你可以想想，如果不使用位段，那么就会开辟4个int类型的空间，就会开辟16字节的空间，但是使用位段，只开辟了8字节的空间，你说是不是节省空间呢？

再来看一个例子：

struct T
{char a : 3;char b : 4;char c : 5;char d : 4;};int main()
{struct T t = { 0 };printf("%zd\n", sizeof(t));t.a = 10;t.b = 20;t.c = 3;t.d = 4;printf("%d %d %d %d", t.a, t.b, t.c, t.d);
}

请问输出的结果分别是什么呢？
第二个printf可能你脱口就说出，分别打印10 20 3 4 嘛
这么简单，而第一个printf ，有了第一个例子的参照，我们可以计算t的空间大小

a和b在内存中的布局如图，由于c占5个比特位，剩余空间不足c使用，再开辟一个char 的空间

如下图：

剩下的3个比特位又不足够d使用，d需要4个比特位，故再开辟一个char类型的空间

所以t的总大小是3个字节，第一个printf打印的是3，但是第二个printf真的是打印刚才说的
10 20 3 4 吗？
来看答案：

为什么会出现2 4 3 4 呢？好像毫不相干。

先听我解释：
t.a = 10，我们知道，a只需占用3个比特位， 而10 的二进制表示形式是 1010
占用3比特位，从右往左拿3 个，那就拿010，放入内存中。
如下图：

同理，t.b = 20, 20的二进制表示形式是 10100,从右往左，取4个，即0100，放入内存中，
t.c = 3 ,3的二进制表示形式是 011 ，从右往左，取5个，可是011不够五个呀，不够的那就补0就好了， 所以就取 00011 ，放入内存中，
t.d = 4 ,4 的二进制表示形式是 0100 ，放入内存中，所以，内存中的布局如图：

如何观察到这个现象呢？ 内存中是以16进制展现出来的，我们就先分析一下

每4个二进制数就是一个16进制数，那么16进制数就是22 03 04 ，来验证结果：

完美符合预期：
打印出来是 2 4 3 4 的原因是：

a,b,c,d的二进制序列化为十进制后就如上图，故打印的是2 4 3 4。

看到这里，你应该明白了位段是什么

不过，位段这个东西，是没有官方的标准规定的，在不同的平台，位段的使用也不同。

总结：跟结构相比，位段可以达到同样的效果，可以很好地节省空间，但是有跨平台问题的存在。