结构体大小计算之位域字段

类和结构可包含比整型类型占用更少存储空间的成员。这些成员被指定为位域。位域成员声明符规范的语法如下：

语法

declarator  : constant-expression

下面的示例声明包含位域的结构：

// bit_fields1.cpp
// compile with: /LD
struct Date {unsigned short nWeekDay  : 3;    // 0..7   (3 bits)unsigned short nMonthDay : 6;    // 0..31  (6 bits)unsigned short nMonth    : 5;    // 0..12  (5 bits)unsigned short nYear     : 8;    // 0..100 (8 bits)
};

Date 类型的对象的概念上的内存布局如下图所示。

数据对象的内容布局

请注意，nYear 的长度为 8 位，并且会溢出声明类型 unsigned short 的字边界。因此，它始于新 unsigned short 的开头。并不必使所有位域均适合基础类型的对象；根据声明中请求的位数来分配新的存储单元，因此该结构体大小为4个字节。声明为位域的数据从低位到高位进行排序，如上图所示。

如果结构的声明包含长度为 0 的未命名字段（如以下示例所示），

// bit_fields2.cpp
// compile with: /LD
struct Date {unsigned nWeekDay  : 3;    // 0..7   (3 bits)unsigned nMonthDay : 6;    // 0..31  (6 bits)unsigned           : 0;    // Force alignment to next boundary.unsigned nMonth    : 5;    // 0..12  (5 bits)unsigned nYear     : 8;    // 0..100 (8 bits)
};

则内存布局如下图中所示。

带有零长度位域的数据对象的布局

位域的基础类型必须是整型类型，如基本类型中所述。

总结如下

使用位域的主要目的是压缩存储，其大致规则为：

1) 如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止；
2) 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；
3) 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，VC6采取不压缩方式，Dev-C++采取压缩方式；
4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩；
5) 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。

案例如下：

typedef struct  AA{unsigned char b1:5;unsigned char b2:5;unsigned char b3:5;unsigned char b4:5;unsigned char b5:5;
}AA;/*sizeof(AA) = 5*/typedef struct  BB {unsigned int b1:5;unsigned int b2:5;unsigned int b3:5;unsigned int b4:5;unsigned int b5:5;
}BB;/*sizeof(BB) = 4*/typedef struct  CC {int b1:1;int :2;//无影响int b3:3;int b4:2;int b5:3;short b6:4;int b7:1;}CC; /*sizeof(CC) = 12*/

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