c语言中 关于位结构体 及 位操作总结：
（参考网址）
位域
有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节， 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态， 用一位二进位即可。
为了节省存储空间，并使处理简便，Ｃ语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域， 并
说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。一、位域的定
义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿，其形式为：
struct 位域结构名
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式为： 类型说明符 位域名：位域长度
例如：
- struct bs
- {
- int a:8;
- int b:2;
- int c:6;
- };
位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明，同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如：
- struct bs
- {
- int a:8;
- int b:2;
- int c:6;
- }data;
说明data为bs变量，共占两个字节。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明：
1. 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域
从下一单元开始。例如：
- struct bs
- {
- unsigned a:4
- unsigned :0 /*空域*/
- unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/
- unsigned c:4
- }
在这个位域定义中，a占第一字节的4位，后4位填0表示不使用，b从第二字节开始，占用4位，c占用4位。
2. 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进位。
3. 位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如：
- struct k
- {
- int a:1
- int :2 /*该2位不能使用*/
- int b:3
- int c:2
- };
从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型， 不过其成员是按二进位分配的。
位域的使用
位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为： 位域变量名·位域名 位域允许用各种格式输出。
- #include <stdio.h>
- #include <string.h>
- typedef struct
- {
- int a:5;
- int b:3;
- }T;
- int main(void)
- {
- char str[] = "0123456";
- T st;
- memcpy(&st, str, sizeof(T));
- printf("T.a=%d \nT.b=%d\n", st.a, st.b);
- return 0;
- }
上例程序中定义了位域结构A，两个个位域为a（占用5位），b（占用3位），所以a和b总共占用了结构A一个字节（低位的一个字节）。
结构体st内存分配情况(因为字符’0‘对于的assic码为 48,转换为8bit的二进制位为 0011 0000)：
高位 00110011 00110010 00110001 00110000 低位
'3' '2' '1' '0'
其中st.a和st.b占用st低位一个字节（00110000）,st.a : 10000, st.b : 001
输出结果为：
T.a=-16
T.b=1
解释：
st.a内存中二进制表示为10000，由于st.a为有符号的整型变量，输出时要对符号位进行扩展，
所以结果为-16（二进制为11111111111111111111111111110000).符号扩展和截断的几点认识,点我。
st.b内存中二进制表示为001，由于st.b为有符号的整型变量，输出时要对符号位进行扩展，
所以结果为1（二进制为00000000000000000000000000000001）
再来一例：
- #include <stdio.h>
- struct mybitfields
- {
- unsigned short a : 4;
- unsigned short b : 5;
- unsigned short c : 7;
- }test;
- int main()
- {
- int i;
- test.a=2;
- test.b=3;
- test.c=0;
- i=*((short *)&test);
- printf("%d ",i);
- return 0;
- }
这里的冒号相当于分配几位空间，也即在定义结构体的时候，分配的成员a 4位的空间， b 5位，c7位，一共是16位，正好
两个字节。下面画一个简单的示意：
变量名 位数
再转为int型为0x00000032，即50。输出的结果就是50。当然，这里还涉及到字节及位的存储顺序问题，后面再说。
前面定义的结构体被称 为位结构体 。所谓位结构体，是一种特殊的结构体，在需要按位访问字节或字的一个或多个位时，
位结构体比按位操作要更方便一些。位结构体的定义方式如下：
{
结构成员时，必须指定数据类型，这个数据类型在位结构体占用多少内存时也起到不少的作用。举个例子：
字节做单位，也即，如果不满一个字节的话按一个字节算（未定义的位按零处理）。而在testB中，short为两个字节，所以了，不满两个字节的都按两个
字节算（未定义位按零处理）。
（来自 http://www.linuxforum.net/forum/showflat.php?Cat=&Board=linuxk&Number=638637&page=0&view=collapsed&sb=5&o=all&fpart=all）
则相反。补充说明一个关于位域与普通结构成员一起使用的问题
int main()
{
int i;
test.a = 1;
test.b = 1;
test.aa = 1;
test.c = 1;
i=*((short*)&test);
printf("%d \n",i);
return 0;
}
输出结果是273，化为十六进制数0x111，可见是按三个字节来处理了（如果按两个字节处理的话，cba组成一个字节，是10010001（十六进制0x91）再加上aa，
那就应该是0x191了）举这个例子是为了说明一下，定义位域的话，最好是把所有位域放在一起，这样可以节省空间（如果把c和aa换一下位置，那test就只占两个
字节了）。另外也是为了强调一下位结构体的内存分配方式，按定义的先后顺序来分配，而位域（或成员）内的字节顺序则按照CPU的位顺序来进行（一般与CPU
的端模式对应）。
内存对齐
许多计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限制，它们会要求这些数据的首地址的值是某个数k(通常它为4或8)的倍数，这就是所谓的内存对齐，
而这个k则被称为该数据类型的对齐模数(alignment modulus)。当一种类型S的对齐模数与另一种类型T的对齐模数的比值是大于1的整数，我们就称类型
S的对齐要求比T强(严格)，而称T比S弱(宽松)。这种强制的要求一来简化了处理器与内存之间传输系统的设计，二来可以提升读取数据的速度。比如这么
一种处理器，它每次读写内存的时候都从某个8倍数的地址开始，一次读出或写入8个字节的数据，假如软件能保证double类型的数据都从8倍数地址开始，
那么读或写一个double类型数据就只需要一次内存操作。否则，我们就可能需要两次内存操作才能完成这个动作，因为数据或许恰好横跨在两个符合对齐
要求的8字节内存块上。某些处理器在数据不满足对齐要求的情况下可能会出错，但是Intel的IA32架构的处理器则不管数据是否对齐都能正确工作。不过
Intel奉劝大家，如果想提升性能，那么所有的程序数据都应该尽可能地对齐。
ANSI C标准中并没有规定，相邻声明的变量在内存中一定要相邻。为了程序的高效性，内存对齐问题由编译器自行灵活处理，这样导致相邻的变量之间
可能会有一些填充字节。对于基本数据类型(int char)，他们占用的内存空间在一个确定硬件系统下有个确定的值，所以，接下来我们只是考虑结构体成员
内存分配情况。
对齐规则（参考百度百科）
根据以上准则，在windows下，使用VC编译器，sizeof(T)的大小为8个字节。
而在GNU GCC编译器中，遵循的准则有些区别，对齐模数不是像上面所述的那样，根据最宽的基本数据类型来定。
在GCC中，对齐模数的准则是：对齐模数最大只能是4，也就是说，即使结构体中有double类型，对齐模数还是4，所以对齐模数只能是1，2，4。而且在上述
的三条中，第2条里，offset必须是成员大小的整数倍，如果这个成员大小小于等于4则按照上述准则进行，但是如果大于4了，则结构体每个成员相对于结构体首
地址的偏移量(offset）只能按照是4的整数倍来进行判断是否添加填充。
看如下例子：
{
char ch ;
double d ;
} ;
那么在GCC下，sizeof(T)应该等于12个字节。
如果结构体中含有位域(bit-field)，那么VC中准则又要有所更改：
1) 如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止；
2) 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；
3) 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，VC6采取不压缩方式(不同位域字段存放在不同的位域类型字节中),Dev-C++和GCC都采取压缩方式；
备注：当两字段类型不一样的时候，对于不压缩方式，例如：
{
char c : 2 ;
int i : 4 ;
} ;
依然要满足不含位域结构体内存对齐准则第2条，i成员相对于结构体首地址的偏移应该是4的整数倍，所以c成员后要填充3个字节，然后再开辟4个字节的空间作为int型，
其中4位用来存放i，所以上面结构体在VC中所占空间为8个字节；而对于采用压缩方式的编译器来说，遵循不含位域结构体内存对齐准则第2条，不同的是，如果填充的
3个字节能容纳后面成员的位，则压缩到填充字节中，不能容纳，则要单独开辟空间，所以上面结构体N在GCC或者Dev-C++中所占空间应该是4个字节。
4) 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩；
备注：
结构体5) 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。
{
char c : 2 ;
double i ;
int c2 : 4 ;
} N3 ;
在GCC下占据的空间为16字节，在VC下占据的空间应该是24个字节。
ps:
一个成员，成员大小按照该结构体根据对齐准则判断所得的大小。
B,类对象在内存中存放的方式和结构体类似，这里就不再说明。需要指出的是，类对象的大小只是包括类中非静态成员变量所占的空间，如果有虚函数，那么再另外增加
一个指针所占的空间即可。
1．内存对齐与编译器设置有关，首先要搞清编译器这个默认值是多少 如果不想编译器默认的话，可以通过#pragma pack(n)来指定按照n对齐.
2. 每个结构体变量对齐，如果对齐参数n(编译器默认或者通过pragma指定)大于该变量所占字节数(m)，那么就按照m对齐，内存偏移后的地址是m的倍数，否则是
按照n对齐，内存偏移后的地址是n的倍数。也就是最小化长度规则结构体总大小:对齐后的长度必须是成员中最大的对齐参数的整数倍。最大对齐参数是从第三步
得到的。
补充：如果结构体A中还要结构体B，那么B的对齐方式是选它里面最长的成员的对齐方式
C语言位运算符及常见用法
位运算符Ｃ语言提供了六种位运算符：
& 按位与
| 按位或
^ 按位异或
~ 取反
<< 左移
>> 右移
1. 按位与运算
按位与运算符"&"是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1 ，否则为0。参与运算的
数以补码方式出现。
例如：9&5可写算式如下： 00001001 (9的二进制补码)&00000101 (5的二进制补码) 00000001 (1的二进制补码)可见9&5=1。
按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a 的高八位清 0 ， 保留低八位， 可作 a&255 运算 ( 255 的二进制数为0000000011111111)。
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a&b;
printf("a=%d/nb=%d/nc=%d/n",a,b,c);
}
2. 按位或运算
按位或运算符“|”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。参与运算的两个数均以
补码出现。
例如：9|5可写算式如下： 00001001|00000101
00001101 (十进制为13)可见9|5=13
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a|b;
printf("a=%d/nb=%d/nc=%d/n",a,b,c);
}
3. 按位异或运算
按位异或运算符“^”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或，当两对应的二进位相异时，结果为1。参与运算数仍以补码出现，
例如9^5可写成算式如下： 00001001^00000101 00001100 (十进制为12)
main(){
int a=9;
a=a^15;
printf("a=%d/n",a);
}
4. 求反运算
求反运算符～为单目运算符，具有右结合性。 其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反。例如～9的运算为： ~(0000000000001001)结果为：1111111111110110
5. 左移运算
左移运算符“<<”是双目运算符。其功能把“<< ”左边的运算数的各二进位全部左移若干位，由“<<”右边的数指定移动的位数，
高位丢弃，低位补0。例如： a<<4 指把a的各二进位向左移动4位。如a=00000011(十进制3)，左移4位后为00110000(十进制48)。
6. 右移运算
右移运算符“>>”是双目运算符。其功能是把“>> ”左边的运算数的各二进位全部右移若干位，“>>”右边的数指定移动的位数。
例如：设 a=15，a>>2 表示把000001111右移为00000011(十进制3)。 应该说明的是，对于有符号数，在右移时，符号位将随同移动。当为正数时，
最高位补0，而为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定。Turbo C和很多系统规定为补1。
main(){
unsigned a,b;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
b=a>>5;
b=b&15;
printf("a=%d/tb=%d/n",a,b);
}
请再看一例!
main(){
char a='a',b='b';
int p,c,d;
p=a;
p=(p<<8)|b;
d=p&0xff;
c=(p&0xff00)>>8;
printf("a=%d/nb=%d/nc=%d/nd=%d/n",a,b,c,d);
}
(1)、在计算机系统中，数值一律用补码来表示（存储）。
主要原因：使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；同时，减法也可按加法来处理。
另外，两个用补 码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃。
(2)、补码与原码的转换过程几乎是相同的。补码的补码即是原码。
http://blog.csdn.net/xing_hao/article/details/6677809
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