C/C++ struct位结构（位域）

从问题开始

#include
void main()
{
union
{
struct
{
unsigned short s1:3;
unsigned short s2:3;
unsigned short s3:3;
}x;
char c;
}v;

v.c=100;
printf("%d/n",v.x.s3);
}
A:4 B:0 C:3 D:6
答案是A

但我在TURBO C中运行答案是1
请问是因为TURBO C 版本在原因而运行结果不一样吗？
我用在TURBO C V2.0版本，能解释一下为甚么是4或1？
而v.x.s1和v.x.s2的值在TURBO C V2.0版本运行的结果是4？
其中unsigned short s1:3; 中的“：”又是什么意思？
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

位结构
位结构是一种特殊的结构, 在需按位访问一个字节或字的多个位时, 位结构比按位运算符更加方便。位结构定义的一般形式为:

struct位结构名{
数据类型变量名: 整型常数;
数据类型变量名: 整型常数;
} 位结构变量;

其中: 数据类型必须是int(unsigned或signed)。整型常数必须是非负的整数, 范围是0~15, 表示二进制位的个数, 即表示有多少位。变量名是选择项, 可以不命名, 这样规定是为了排列需要。

例如: 下面定义了一个位结构。
struct{
unsigned incon: 8;
unsigned txcolor: 4;
unsigned bgcolor: 3;
unsigned blink: 1;
}ch;
位结构成员的访问与结构成员的访问相同。
例如: 访问上例位结构中的bgcolor成员可写成:
ch.bgcolor

注意:
1. 位结构中的成员可以定义为unsigned, 也可定义为signed, 但当成员长度为1时, 会被认为是unsigned类型。因为单个位不可能具有符号。
2. 位结构中的成员不能使用数组和指针, 但位结构变量可以是数组和指针, 如果是指针, 其成员访问方式同结构指针。
3. 位结构总长度(位数), 是各个位成员定义的位数之和, 可以超过两个字节。
4. 位结构成员可以与其它结构成员一起使用。
例如:
struct info{
char name[8];
int age;
struct addr address;
float pay;
unsigned state: 1;
unsigned pay: 1;
}workers;'
上例的结构定义了关于一个工从的信息。其中有两个位结构成员, 每个位结构成员只有一位, 因此只占一个字节但保存了两个信息, 该字节中第一位表示工人的状态, 第二位表示工资是否已发放。由此可见使用位结构可以节省存贮空间。

问题的解答
结构struct x,有三个成员s1,s2,s3每一个成员占3 bit，结构与char c union ;
char 一般机器占一个字节(8 bit ,100 二进制值为:01100100,所以s1后三bit(6,7,8 bit) :100，s2为中间三位(3,4,5 bit)为100 s3为01,所以printf("%d/n",v.x.s3)是1,其它是4。现在大多数系统都是将低字位放在前面，而结构体中位域的申明一般是先声明高位。

100 的二进制是 001 100 100

低位在前高位在后

001----s3

100----s2

100----s1

所以结果应该是 1

如果先申明的在低位则：

001----s1

100----s2

100----s3

结果是 4

其中unsigned short s1:3; 中的“：”又是什么意思？
指定位段, 3代表预定s1占3bit.

为什么是4?
struct
{
unsigned short s1:3; //一个字节. 虽然预定为3bit,但系统的存储空间为至少一字节.
unsigned short s2:3; //一个字节
unsigned short s3:3; //一个字节
}x;
这样在联合union中最大的成员为三个字节,而最终结果为了内存对齐(对齐为4的倍数).取为4.

位域：
有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节，而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态，用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，Ｃ语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿，其形式为：
struct 位域结构名
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式为：类型说明符位域名：位域长度
例如：
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
};
位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。可采用先定义后说明，同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如：
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
说明data为bs变量，共占两个字节。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明：

1. 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节（这个限制好像仅限于char型）。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如：
struct bs
{
unsigned a:4
unsigned :0 /*空域*/
unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/
unsigned c:4
}
在这个位域定义中，a占第一字节的4位，后4位填0表示不使用，b从第二字节开始，占用4位，c占用4位。

2. 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进位。

3. 位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如：
struct k
{
int a:1
int :2 /*该2位不能使用*/
int b:3
int c:2
};
从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型，不过其成员是按二进位分配的。

二、位域的使用位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为：位域变量名•位域名位域允许用各种格式输出。
main(){
struct bs
{
unsigned a:1;
unsigned b:3;
unsigned c:4;
} bit,*pbit;
bit.a=1;
bit.b=7; //注意：位域的赋值不能超过该域所能表示的最大值，如b只有3位，能表示的最大数为7，若赋为8，就会出错
bit.c=15;
printf("%d,%d,%d/n",bit.a,bit.b,bit.c);
pbit=&bit;
pbit->a=0;
pbit->b&=3;
pbit->c=1;
printf("%d,%d,%d/n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);
}
上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。

程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注重赋值不能超过该位域的答应范围)程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。第15行使用了复合的位运算符"&="，该行相当于： pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值为7，与3作按位与运算的结果为3(111&011=011,十进制值为 3)。同样，程序第16行中使用了复合位运算"="，相当于： pbit->c=pbit->c1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。

我们再来看看下面两个结构体定义：
struct foo2 {
char    a : 2;
char    b : 3;
char    c : 1;
};

struct foo3 {
char    a : 2;
char    b : 3;
char    c : 7;
};
我们来打印一下这两个结构体的大小，我们得到的结果是：
sizeof(struct foo2) = 1
sizeof(struct foo3) = 2
显然都不是我们期望的，如果按照正常的内存对齐规则，这两个结构体大小均应该为3才对，那么问题出在哪了呢？首先通过这种现象我们可以

补充：软件开发 , C++ ,