C语言里的位域(一)

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分析代码如下：

#include "stdio.h"
#include "memory.h"

struct BitSeg1{
int a:4;
int b:3;
};

struct BitSeg2{
char a:4;
char b:3;
};

int main()
{
struct BitSeg1 ba1;
ba1.a=1;
ba1.b=2;
printf("第一次赋值后: a的值为:%d\tb的值为:%d\n",ba1.a,ba1.b);
ba1.a=100;
ba1.b=30;
printf("第二次赋值后: a的值为:%d\tb的值为:%d\n",ba1.a,ba1.b);
char str[]="0123";
memcpy(&ba1,str,sizeof(BitSeg1));
printf("第二次赋值后: a的值为:%d\tb的值为:%d\n",ba1.a,ba1.b);
printf("BitSeg1的字节数为: %d\n",sizeof(BitSeg1));
printf("BitSeg2的字节数为: %d\n",sizeof(BitSeg2));
return 0;
}
输出结果为：

第一次赋值后: a的值为:1 b的值为:2
　　第二次赋值后: a的值为:4 b的值为:-2
　　第二次赋值后: a的值为:0 b的值为:3
　　BitSeg1的字节数为: 4
　　BitSeg2的字节数为: 1



代码中的BigSeg1定义了两个int类型的字段，而且它们分别只占用4位和3位的空间。当BitSeg1中的a，b分别赋值为1和2时，输出的结果也如我们所料。当第二次赋值为100和30时，输出的结果却是4和-2，为什么呢？

1.赋值问题

出现上述问题，是由于赋值与位域效果共同形成的，a和b虽然都是int类型，但是在BigSeg1结构里，它们只有4位和3位为实际有效位。也就是BigSeg1中的前4位是a的，接着的3位是b的（这里没有字节的跨越问题）。执行ba1.a=100语句，其中100的二进制代码是：01100100，程序只把这100的二进制数的前面4位（已用红色字体表示）赋值给a，那么ba1中的a只是0100(b)，结果当然是4咯。然后是执行b1.b=30语句，其中30的二进制代码为：00011110，同样的程序只把前3位（注意b定义有效位数是3位）赋值给b，那么ba1中的b就是110(b)，结果是-2，为什么？是这样的，我们定义b为int类型，也就是有符号的整型，如果想定义为无符号整型我们必须这样写unsigned int，而有符号整型的第一位是符号位，用于表示正负的（1表示负数，0表示正数），那么对于b，程序就会把b的第一位（即1）做为符号位，即b应该是负数，而后面的是它的数值（即10(b)），注意计算机里负数是按补码的形式表示的，这种赋值下b的确是110（它是补码，按“即反加一”的法则，即十进制的-2），结果就是-2了。而刚才的a给赋值为0100(b)时，第一位是0，解释为正数。再举一例，若使ba1.b=7，那么ba1.b的值是多少呢？7的二进制是0111，前面3位直接给到b，因为是负数，读出来时按补码形式读，那么就是-1了。

总之一句话：用位为理解位域。

接下来是用memcpy对ba1进行内存copy，就更应该用位来考虑位域了。下面我们分析一下：

首先，sizeof(BitSeg1)的值是4个字节，先记住，后面会对此问题进行详细解释。

执行memcpy(&ba1,str,sizeof(BitSeg1))，把str的内容中的前面4个字节的内存里的内容复制到ba1中，我们先来看一下str的内存位信息（用16进制表示）：

0x0012ff74：30 　31 　32　33

其中0x0012ff74时str数组的地址起始位置，30，31，32，33等16进制值分别表示字符'0'，'1'，'2'，'3'，它们当然是ACII值啦。

copy之后的ba1的内存位信息如下：

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