編程時，有些數據值的範圍可能很小，即使使用基本數據類型存儲也顯得非常奢侈浪費。這時可以把若干個數據緊湊地“壓縮”“打包”在一個存儲空間之內。實現這種“壓縮”“打包”的技術手段就是位段(Bit Field)。
位段的引用和結構體成員的引用相同。
基本介紹
- 中文名：段引用串
- 外文名：Section of the reference list
- 定義：對位段進行引用
- 類型：位段
- 系統：計算機
- 套用學科：計算機原理
位段的含義,定義位段,位段的性質,位段的引用,位段引用的注意事項,位段的優點,
位段的含義
編程時，有些數據值的範圍可能很小，即使使用基本數據類型存儲也顯得非常奢侈浪費。這時可以把若干個數據緊湊地“壓縮”“打包”在一個存儲空間之內。實現這種“壓縮”“打包”的技術手段就是位段(Bit Field)。
所謂位段是指在結構體或共用體中被指定了擁有特定位數的成員，這些成員必須是整數類型的。例如，考慮一個存儲年、月、日的數據類型，由於年只需要4位十進制數，折算成二進制需要14位；月的數值範圍在1~12之間，所以只需要4位二進制數；日的取值範圍在1~3l之間，所以需要5位二進制數。這時可以考慮採用下面的數據結構：
struct riqi {
int nian ：14；
int yue ：4；
int ri ：5；
}；
成員名稱後面“：”後的數字表示的是該成員所占的位數。這樣的存儲方案可以極大地節約記憶體。
定義位段
在結構體或共用體類型中定義位段成員的一般方法是：
數據類型[成員名稱]：數據寬度；
這裡數據據類型可以是signed int、unsigned int、int，這三種類型是標準規定的，C99還容許_Bool類型。有些編譯器在此基礎上還允許其他類型，比如char類型；數據寬度必須是一個非負的整數類型常量表達式。這個數據寬度不允許過大．一般來說，通常以計算機的字長為限；成員名稱是可以省略的，但這樣的成員在代碼中是無法引用的，其作用是在數據之問起到間隔或填充的作用，通常被叫做無名位段。
如果一個無名位段的數據寬度為0。表示的含義是下一位段需要存放到下一個存儲單元，但這種存儲單元究竟以什麼為單位很難一概而淪，通常是由編譯器自行定義的，大多數情況下是指一個計算機字。位段成員同樣不能跨越存儲單元的邊界。如果遇到一個存儲單元中剩餘的位數不夠存儲下一個位段的情況，編譯器會將這個位段安排在下一個存儲單元之中。
位段的性質
位段的值(右值)可以參與運算，運算時一律轉換為signed類型或unsigned類型，但是int類型的位段很難說是signed類型還是unsigned類型的，正如char類型由實現定義為signed char類型或unsigned char類型一樣。
如果編譯器規定char類型為signed char類型，那么int類型的位段也是signed類型的；反之，如果編譯器規定char類型為unsigned char類型，那么int類型的位段也是unsigned類型的。
位段成員可以被賦值，但基本上無法把位段成員當作左值，因為無法給出位段的位置的C語言表達。位段無法作為左值參與求長度(“sizeof”)、求指針(“&．”)等左值才能參與的運算，但可以進行自增、自減這種運算。
由於C語言無法表達位段的記憶體位置，所以也不可以構造位段數組。
可以用%d、%x、%u和%o等格式轉換說明以整數形式輸出位段的值。但是由於位段成員無法進行一元求指針(“&．”)運算，所以無法直接通過凋用scanf()函式輸入位段的數據。
位段的引用
對位段的引用方法與引用結構體變數中的成員是相同的，比如已經定義了位段如下：
struct packed_data
{unsigned int a：3；/*占3位*/
unsigned int b：1；/*占1位*/
UnSigned int c：3；/*占3位*/
unsigned int d：1；/*占1位*/
}x；
(1)可以用以下的方法引用位段。例如：
x．a
x．b
x．c
x．d
(2)允許對位段進行如下的賦值。例如：
x．a=2；
x．b=1；
x．c=7；
x．d=0；
(3)可以用指針變數指向一個成員為位段的結構體變數，可以引用此結構體變數的地址，也可以通過指針變數來引用位段。例如：
struct packed_data x，*p；
p=&x； /*使指針p指向結構體變數x*/
printf(”%d”，p一>a)； /*輸出指針P所指結構體中的位段a*/
(4)位段可以在數值表達式中引用，它會被系統自動地轉換成整型。例如：
x．c+5/x．b
(5)位段可以用整型格式符輸出。例如：
printf(”%d，%d，%d”，x．a，x．b，x．c)；
也可以用%u、%o、%x等格式符輸出。
位段引用的注意事項
①位段可以初始化，形式與結構體變數賦初值相同，位段也可以進行賦值：|
例如：
data．b=2；
賦值時應注意位段的取值範圍，例如：
data．c=2；
就會產生錯誤的結果。因為data．c只占1位，只能取值0或1，對於賦值語句：data．c=2,；系統並不報錯，而是自動截取所賦值的低位，2的二進制碼是10，取低一位為0，所以data．c的值為0。
②位段可以進行算術運算，系統自動將其轉換成整型數。
例如：
data．b=5；
data．c=1；
data．a=data．b+data．c；
③可以用整型格式符(%d、%o、%x、%u)進行輸出
例如：
printf(”%d\n”，data．a)；
④不能對位段求地址。
由於位段沒有地址，所以不能對位段求地址，也不能通過scanf()數給位段賦值，不能用指針變數指向位段。
位段的優點
位段在C語言編程中是很有用的，主要表現為：
(1)使用戶能方便地訪問一個位元組中的有關位，從而能更有力地控制程式的運行。這在其他高級語言中是無法實現的。
(2)用位段可以節省存儲空間。把幾個數據放在同一位元組中，如“真”和“假”(即0和1)，這樣的信息只需一位就可以存放了。
(3)對位段的操作比用位運算方便，而且可移植性高，效率高。
