解析C语言中位字段内存分配的问题

所属分类: 软件编程 / C 语言 阅读数: 65
收藏 0 赞 0 分享

C语言的位字段是个比较有意思的特性。它的目的是在一个机器字中保存多个对象(每个对象占据若干bit),从而节省内存资源,同时又避免复杂的位运算。在此不再讨论位字段的具体语法,下面将研究位字段的存储特性。

先说含有多个字段(field)的字(word)所占空间的规律——含有多个字段的字的大小是所有字段的类型中的最长的那个的倍数。但要确定究竟是最长类型的几倍则比较复杂,这要看是否需要考虑类型对齐问题(即一个字段能否跨越两个最长类型)。

例1:

struct word {
char  field1 : 1;
char  field2 : 2;
int     field3 : 4;
};

前两个字段都是char类型,第三个是int类型,所有类型中最长的是int类型。所以字的大小是int类型长度(即4字节)的倍数。而size of word的结果是4字节(即int的1倍),这是因为word的三个字段总共7位(1+2+4),小于int的32位,且不需 考虑类型对齐问题。

例2:

struct word {
char  field1 : 1;
char  field2 : 2;
int     field3 : 30;
};

与上例一样, 所有 类型中最长的是 int类型。所以字的大小是int类型长度(即4字节)的倍数。而size of word的结果是8字节(即int的2倍),这是因为word的三个字段总共33位(1+2+30),需要两个int的64位才能装下, 且不需 考虑类型对齐问题。

例3:

struct word {
char  field1 : 3;
char  field2 : 6;
char  field3 : 3;
};

所有 类型中最长的是 char类型。所以字的大小是char类型长度(即1字节)的倍数。在linux下size of word的结果是3字节(即char的3倍)。如果只考虑word的三个字段总共12位(3+6+3),需要两个char的16位即能装下,但是在linux的gcc实现下,第二个字段不能跨越两个char(为了对齐),所以三个字段各占一个字节。共3字节。但 一个字段能否跨越两个最长类型是由具体的实现决定的。

其次,我们讨论word内各个field的存储,这个和具体的实现有关。有的是从左向右分配的,有的是从右向左分配的。这个没有规律可言。

最后,对word中的field不能进行取地址操作,这是因为指针需要对齐。但可以对word进行取地址操作。

更多精彩内容其他人还在看

C++无法重载点符号、::、sizeof等的原因

这篇文章主要介绍了C++无法重载点符号、::、sizeof等的原因的相关资料,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

实例讲解C语言编程中的结构体对齐

这篇文章主要介绍了C语言编程中的结构体对齐,值得注意的是一些结构体对齐的例子在不同编译器下结果可能会不同,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

详解C语言的结构体中成员变量偏移问题

这篇文章主要介绍了C语言的结构体中成员变量偏移问题,以讲解如何编写宏来对成员变量进行修改为主,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

详解C语言结构体中的函数指针

这篇文章主要介绍了详解C语言结构体中的函数指针,文中对函数指针的基本概念也有讲解,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

C++编程中的函数指针初步解析

这篇文章主要介绍了C++编程中的函数指针初步解析,函数指针在C语言和C++学习中都是非常重要的知识,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

实例解析C++中类的成员函数指针

这篇文章主要介绍了C++中类的成员函数指针,例子中以讨论用函数指针调用类的成员函数为主,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

C语言中的函数指针基础学习教程

这篇文章主要介绍了C语言中的函数指针基础学习教程,包括函数指针作为参数来传递等重要知识,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

深入解析C语言中函数指针的定义与使用

这篇文章主要介绍了C语言中函数指针的定义与使用,是C语言入门学习中的基础知识,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

详解C语言编程中的函数指针以及函数回调

这篇文章主要介绍了C语言编程中的函数指针以及函数回调,函数回调实际上就是让函数指针作函数参数、调用时传入函数地址,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

C语言中的函数指针学习笔记

这篇文章主要介绍了C语言中的函数指针的一些学习知识点记录,文中作者整理了一些比较interesting的函数指针用法,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享
查看更多