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什么是位段
位段的内存分配
位段的跨平台问题
位段的应用
什么是位段
位段的声明和结构体是类似的，有两个不同：
1.位段的成员必须是int、unsigned int或signed int。
2.位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
比如：
struct A
{int _a : 2;int _b : 5;int _c : 10;int _d : 30;
};当一个结构体的成员后加上冒号和数字的时候就是位段了。_a_b_c_d都属于位段式的成员。
那么2、5、10、30又代表什么？是什么意思？
现在来计算下A的大小。
#include <stdio.h>
struct A
{int _a : 2;int _b : 5;int _c : 10;int _d : 30;
};
int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct A));return 0;
}可以得到输出结果是8：
结构体A中明明是四个整型变量，根据结构体对齐原则（http://t.csdn.cn/kDiR3），它的大小位16才对，那为什么输出结果是8？
要知道，位段中的位是指二进制的位。也就是说，_a占两个二进制位，_b占5个二进制位，_c占10个二进制位，_d占30个二进制位。
32位平台下，一个int型占4个字节，32个比特位。而事实上，有时候如果要表达清楚这个成员所表达的意思，4个比特位就够了，没必要用32个比特位。
在结构体A中，四个变量虽然都是int型，但它们在创建时，只占用了数值所对应的比特位大小。
可以理解为阉割版的int。
它的用处和结构体几乎一模一样，但是比结构体更节省空间。
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。
仍以struct A为示例，演示位段的内存分配：
在为_a开辟空间时，开辟了4个字节的空间，也就是32个比特位。_a占用了两个比特位，剩下30个比特位。_b又占用了5个比特位，剩下25个比特位。_c占用了10个比特位，剩下了15个比特位。
_d占用30个比特位，而现在只剩下了15个比特位，那么就要再开辟4个字节的空间。
那么问题来了，先前剩下的15个比特位能否被_d利用？还是说_d的30个比特位占用新开辟的空间？
这取决于编译器。C语言标准并没有作出明确规定。
先前提到过：
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。
如果想跨平台，那么使用位段是致命错误。
博主用的IDE是Visual Studio 2019，现在能做的是探索在Visual Studio 2019下它是怎么分配内存的。
现在在Visual Studio 2019上验证下位段的内存开辟和使用。
请看例子：
struct S
{char a : 3;char b : 4;char c : 5;char d : 4;
};
int main()
{struct S s = { 0 };s.a = 10;s.b = 12;s.c = 3;s.d = 4;return 0;
}
在为a开辟空间时，由于是char类型，就要开辟一个字节大小的空间。也就是8个比特位。
但是C语言没有规定是从高位往低位使用还是从低位往高位使用比特位，取决于编译器。
这里假定是从低位往高位使用。
在main函数中，a被赋值10，10的二进制形式是1010。但是在位段中只为a开辟了3个比特位的大小。
那么a中存放的只有010。
然后是b，它使用了4个比特位。12的二进制形式是1100，可以完整存储12。
此时刚刚开辟的空间就剩1个比特位了，而c需要5个比特位。
那么就再向内存申请8个比特位。
c占用5个比特位。c的值是3，二进制形式是11，可以完整存放。
存进去后，还剩3个比特位。
由于d需要4个比特位，那这时就再开辟一块8个比特位的空间。
此时，这三个内存块，对应的值分别是62、03、04。
现在进行调试，并对s进行监视，可以看到62、03、04就存储在内存中：
再去计算s的大小：
#include <stdio.h>
struct S
{char a : 3;char b : 4;char c : 5;char d : 4;
};
int main()
{struct S s = { 0 };s.a = 10;s.b = 12;s.c = 3;s.d = 4;printf("%d\n", sizeof(s));return 0;
}
可以看到它的大小为3。
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。
2. 位段中最大位的数目不能确定。（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。
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。
总结：
与结构体相比，位段可以达到同样的效果，但是位段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
在网络数据的传输中经常会用到位段，如上图所示。
这里仅做了解，了解更多可自行查阅相关资料。
