【C语言进阶篇】自定义类型：结构体（下）

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🌼文章目录🌼

1. 结构体传参

2. 结构体实现位段

2.1 什么是位段

2.2 位段的内存分配

2.3 位段的跨平台问题

2.4 位段的应用

2.5 位段使用的注意事项

1. 结构体传参

上述两种传参形式哪种好？答案是第二种。

第一种直接传结构体的形式，在形参部分接收也要用到一个结构体，这也意味着需要再次开辟一块空间来存放形参的结构体。而第二种使用指针来接收结构体地址，则不需要额外开辟空间。

2. 结构体实现位段

2.1 什么是位段

首先要知道，位段是基于结构体的。

位段的声明和结构体类似，但是有两点不同：

① 位段的成员只能是 int、unsigned int 、signed int 或者 char，位段中的成员类型必须相同（在C99中位段的成员也可以选择其他类型）。

② 位段的成员名后面跟着一个冒号：和一个数字（这个数字代表分配给成员的比特位数），比如：

这里的 A 就是一个位段类型。

那么 A 所占的内存大小是多少呢？先来看结果：

为什么是8呢，我们紧接着就来讲位段的内存分配。

2.2 位段的内存分配

我们前面知道了位段中成员类型的限制，那么这里就可以引出：位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的方式来开辟的。这里我们举个例子：

这里的大小是 3 个字节，为什么呢？这就需要我们画图理解位段的内存分配来解决这个问题了：

不难知道，位段在开辟空间时，根据成员的需求开辟空间，不够了再开辟。由此也可以知道，为了代码的可读性和维护性，建议使位段的成员是相同或相似类型。

2.3 位段的跨平台问题

① int 位段在不同平台被当成 signed int 还是 unsigned int 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：位段和结构体相比可以达到相同的效果并且更加节省空间，但是存在跨平台问题。

2.4 位段的应用

在网络协议中，就用到了位段，下图是网络协议中，IP数据报的格式，我们可以看到其中很多的属性只需要几个bit位就能描述，这里使用位段，能够实现想要的效果，也节省了空间，这样网络输的数据报大小也会较小⼀些，对网络的畅通是有帮助的。

2.5 位段使用的注意事项

位段的几个成员共有同⼀个字节，这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置，那么这些位置处是没有地址的。内存中每个字节分配⼀个地址，⼀个字节内部的bit位是没有地址的。
所以不能对位段的成员使用&操作符，这样就不能使⽤scanf直接给位段的成员输入值，只能是先输入放在⼀个变量中，然后赋值给位段的成员。

struct A
{
	int a : 2;
	int b : 5;
	int c : 10;
	int d : 30;
};


int main()
{
	struct A sa = { 0 };
	scanf("%d", &sa.b);//这是错误的
	//正确的⽰范
	int b = 0;
	scanf("%d", &b);
	sa.b = 4;
	return 0;
}

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