有关位域的理解和说明

关于字节序：是字节之间的事情，多字节数据类型，字节的排序问题，类似于在十进制数中，十位放在个位的左边还是右边的问题。例如int类型有4个字节，值为0x12345678，地址为0x000010~0x000013,那么在0x000010是存放0x12还是存放0x78.分下面两种情况：

    1）低地址放低位(小端字节序,小端即低位在前)。实际存储为0x78 56 34 12.  使用这种字节序的典型为x86机器，即intel和amd的cpu。
    2）低地址放高位(大端字节序)。实际存储为0x12 34 56 78. 其余的厂家一般使用这种字节序。sun，ibm等等。另外网络字节序也是这种，二进制文件如音视频文件中一般也为大端。
    在字节内部，一个字节的二进制排序，不存在大小端问题。就和平常书写的一样，先写高位，即低地址存储高位。如char a=0x12.存储从低位到高位就为0001 0010。
   如：
      struct XX
　　 {
　　 unsigned int i:3;
　　 unsigned int j:4;
　　 };
　　 
　　 XX.i = 1;
　　 XX.j = 3;
　　
　　 (gdb) p xx.i
　　 $1 = 1
　　 (gdb) p xx.j
　　 $2 = 3
　　 (gdb) x/tw &xx
　　 0xbfaa3024: 01000000 00000001 01011100 1 0011 001
　　例子中，i占据最低三bit，j占据次低四bit。 
 
    字节内部二进制排序的特殊情况，字节被位域分割的话，不同位域会根据cpu的不同采用不同排序（大端或小端）。或者说一个字节内两个或多个位域的排练顺序：从左至右还是从右至左。
    例如，在流媒体协议rtp的头部格式为：版本(2bit)，填充(1bit)，扩展(1bit)，csrc计数(4bit)，标志(1bit)，负载类型(7bit)，序列号(16bit)，时间戳(32bit)。在intel的机器中，定义头部类型时，应该如下：（intel为小端字节序，而网络流为大端字节序，相反）
     
  1. typedef struct 
  2. {
  3.     /**//* byte 0 此处，注意顺序与规定相反，在存储的时候，这个字节内部由低位到高位为version,padding,extension,csrc_len*/
  4.     uint8_t csrc_len:4; 
  5.     uint8_t extension:1; 
  6.     uint8_t padding:1; 
  7.     uint8_t version:2; 
  8.     /**//* byte 1 */
  9.     uint8_t payload:7; 
  10.     uint8_t marker:1; 
  11.     /**//* bytes 2, 3 */
  12.     uint16_t seq_no; 
  13.     /**//* bytes 4-7 */
  14.     uint32_t timestamp; 
  15.     /**//* bytes 8-11 */
  16.     uint32_t ssrc; /**//* stream number is used here. */
  17. } RTP_FIXED_HEADER;
    另外，上图，位域的顺序的说明，只在一个字节内有效。如果跨越字节，则按照声明的顺序分配。
    例2，程序如下：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main() 
  3. { 
  4. struct bitfield { 
  5. int ia:2; 
  6. int ib:6; 
  7. } field; 
  8. field.ia=1; 
  9. field.ib=4; 
  11. char * c; 
  12. c=(char *)&field; 
  13. printf("%d\n",*c); 
  14. getchar();
  15. return 1; 
  16. }


在X86上运行结果是17(000100 01)，而不是68（01 000100）

 

 

 

而当使用union进行类型间转换时，情况又有所不同，请看下面的程序：

 1 #include <stdio.h>
 2 int  main()
 3 {
 4     struct foo4 {
 5         char    a : 2;
 6         char    b : 3;
 7         char    c : 3;
 8         char    d : 2;
 9         char    e : 6;
10     };
11     union foo5
12     {
13         short s;
14         foo4 ut;
15     }m;
16     struct foo4 t;
17     t.a = 1;
18     t.b = 2;
19     t.c = 3;
20     t.d = 2;
21     t.e = 0;
22 
23     m.ut = t;
24 
25     //short s = (short)t;
26     printf("%d\n" , m.s);
27 
28     29     int len = sizeof(foo4);
30     printf("%d",len);
31     return 0;
32 }

此程序输出m.s = 617（1001101001），说明进制转换之后，依然是先声明的变量在低位，后生命的变量在高位。

但此时如果将程序中的第21行注释掉，我的环境则输出-12951，这里的初始化疏忽，也迷惑了我很久才找到，初始化的部分是对的，但是没初始化的位域部分出现随机值。请大家在写程序的时候一定要注意。

 

 

其他的注意事项：
　　1.位域的长度不能大于int对象所占用的位数。
　　2.由于位域的实现会因编译程序的不同而不同，因此使用位域会影响程序的可移植性，在
　　不是非要使用时最好不要使用.
　　3.尽管位域可以节省空间，却增加了处理时间。
　　4.位域的位置不能访问，因此不能对位域使用地址运算符&，也不能使用位域的数组。
　　5.带位域的结构内存中各个位域的存储方式取决于具体的编译程序：可以从左向右，也可
　　一从右向左存储。

      6.通常理解的位域变量的宽度不能超过字节，但是也有特殊的情况：如果设置空白位（无变量名，仅作为占位用）则是可以跨越字节的。

posted @ 2013-11-19 17:01  freedesert  阅读(556)  评论(0)  编辑  收藏  举报