Pola bitowe języka C

Oprócz deklaratorów dla elementów członkowskich struktury lub unii deklarator struktury może być również określoną liczbą bitów, nazywanych "polem bitowym". Jego długość jest ustawiana od deklaratora dla nazwy pola dwukropkiem. Pole bitowe jest interpretowane jako typ całkowity.

Składnia

struct-declarator:
 declarator
 type-specifierdeclarator_Zdecydować : constant-expression

Parametr constant-expression określa szerokość pola w bitach. Wartość type-specifier dla declarator elementu musi mieć unsigned intwartość , signed intlub int, a constant-expression wartość musi być wartością nienależącą do liczby całkowitej. Jeśli wartość ma wartość zero, deklaracja nie declaratorma wartości . Tablice pól bitowych, wskaźniki do pól bitowych i funkcje zwracające pola bitowe nie są dozwolone. Opcjonalne declarator nazwy pola bitowego. Pola bitowe można zadeklarować tylko jako część struktury. Nie można zastosować operatora adresu (&) do składników pól bitowych.

Nie można odwoływać się do nienazwanych pól bitowych, a ich zawartość w czasie wykonywania jest nieprzewidywalna. Można ich używać jako "fikcyjnych" pól do celów wyrównania. Nienazwane pole bitowe, którego szerokość jest określona jako 0, gwarantuje, że magazyn dla elementu członkowskiego po nim na liście deklaracji struktury rozpoczyna się na int granicy.

Liczba bitów w polu bitowym musi być mniejsza lub równa rozmiarowi typu bazowego. Na przykład te dwie instrukcje nie są legalne:

short a:17;        /* Illegal! */
int long y:33;     /* Illegal! */

W tym przykładzie zdefiniowano dwuwymiarową tablicę struktur o nazwie screen.

struct
{
    unsigned short icon : 8;
    unsigned short color : 4;
    unsigned short underline : 1;
    unsigned short blink : 1;
} screen[25][80];

Tablica zawiera 2000 elementów. Każdy element jest pojedynczą strukturą zawierającą cztery elementy członkowskie pól bitowych: icon, , colorunderlinei blink. Rozmiar każdej struktury wynosi 2 bajty.

Pola bitowe mają te same semantyki co typ liczby całkowitej. Pole bitowe jest używane w wyrażeniach w taki sam sposób, jak zmienna tego samego typu podstawowego. Nie ma znaczenia, ile bitów znajduje się w polu bitowym.

Specyficzne dla firmy Microsoft

Pola bitowe zdefiniowane jako int są traktowane jako signed. Rozszerzenie firmy Microsoft do standardu ANSI C zezwala i char long typy (zarówno signed i unsigned) dla pól bitowych. Pola bitowe bez nazw z typem longpodstawowym , shortlub (signed lub unsignedchar ) wymuszają wyrównanie do granicy odpowiedniej dla typu podstawowego.

Pola bitowe są przydzielane w obrębie liczby całkowitej z najmniej znaczącego do najbardziej znaczącego bitu. W poniższym kodzie

struct mybitfields
{
    unsigned short a : 4;
    unsigned short b : 5;
    unsigned short c : 7;
} test;

int main( void )
{
    test.a = 2;
    test.b = 31;
    test.c = 0;
    return 0;
}

bity elementu test zostaną ułożone w następujący sposób:

00000001 11110010
cccccccb bbbbaaaa

Ponieważ rodzina procesorów 8086 przechowuje niski bajt wartości całkowitych przed wysokim bajtem, liczba całkowita 0x01F2 będzie przechowywana w pamięci fizycznej, a 0xF2 następnie 0x01.

Standard ISO C99 umożliwia implementacji wybranie, czy pole bitowe może straddle dwóch wystąpień magazynu. Rozważmy tę strukturę, która przechowuje pola bitowe o łącznej wartości 64 bitów:

struct
{
    unsigned int first : 9;
    unsigned int second : 7;
    unsigned int may_straddle : 30;
    unsigned int last : 18;
} tricky_bits;

Standardowa implementacja języka C może spakować te pola bitowe na dwie 32-bitowe liczby całkowite. Może ona przechowywać tricky_bits.may_straddle jako 16 bitów w jednej 32-bitowej liczbą całkowitą i 14 bitami w następnej 32-bitowej liczbą całkowitą. Konwencje ABI systemu Windows pakują pola bitowe do pojedynczych liczb całkowitych magazynu i nie oddziela jednostek magazynu. Kompilator firmy Microsoft przechowuje każde pole bitowe w powyższym przykładzie, dzięki czemu pasuje całkowicie do jednej 32-bitowej liczby całkowitej. W tym przypadku first i second są przechowywane w jednej liczbą całkowitą, may_straddle są przechowywane w drugiej liczbą całkowitą i last są przechowywane w trzeciej liczbą całkowitą. Operator sizeof zwraca 12 wystąpienie tricky_bitsklasy . Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Dopełnianie i wyrównanie składowych struktury.

END Microsoft Specific

Zobacz też

Deklaracje struktur