C 语言位域：高效内存使用的实战技巧

假设 C 程序包含若干 TRUE/FALSE 变量，归组在结构体 status 中：

 struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status; 

此结构需 8 字节内存，但实际每变量只存 0 或 1。C 语言提供更好方式利用内存。

若在结构体内使用此类变量，可定义变量宽度，告诉编译器仅使用指定位数。上例可重写为：

 struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status; 

上结构 status 变量需 4 字节内存，但仅用 2 位存值。

若用 32 个变量每个宽 1 位，status 仍用 4 字节。但一旦有 33 个变量，将分配下一内存槽，开始用 8 字节。下例验证概念：

Live Demo

 #include <stdio.h> #include <string.h> /* define simple structure */ struct { unsigned int widthValidated; unsigned int heightValidated; } status1; /* define a structure with bit fields */ struct { unsigned int widthValidated : 1; unsigned int heightValidated : 1; } status2; int main( ) { printf( "Memory size occupied by status1 : %d\n", sizeof(status1)); printf( "Memory size occupied by status2 : %d\n", sizeof(status2)); return 0; } 

编译执行输出：

 Memory size occupied by status1 : 8 Memory size occupied by status2 : 4 

位域声明

结构体内位域声明形式：

 struct { type [member_name] : width ; }; 

下表描述位域变量元素：

带预定义宽度的变量称为位域。位域可容纳多位；例如需存 0 到 7 的值，可定义宽度 3 位的位域：

 struct { unsigned int age : 3; } Age; 

上定义指示编译器 age 变量仅用 3 位存值。若尝试用超 3 位值则不允许。测试示例：

Live Demo

 #include <stdio.h> #include <string.h> struct { unsigned int age : 3; } Age; int main( ) { Age.age = 4; printf( "Sizeof( Age ) : %d\n", sizeof(Age) ); printf( "Age.age : %d\n", Age.age ); Age.age = 7; printf( "Age.age : %d\n", Age.age ); Age.age = 8; printf( "Age.age : %d\n", Age.age ); return 0; } 

编译会警告，执行输出：

 Sizeof( Age ) : 4 Age.age : 4 Age.age : 7 Age.age : 0