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在此介绍一下作者开源的SpringBoot项目初始化模板(Github仓库地址:https://github.com/AntonyCheng/spring-boot-init-template & CSDN文章地址:https://blog.csdn.net/AntonyCheng/article/details/136555245),该模板集成了最常见的开发组件,同时基于修改配置文件实现组件的装载,除了这些,模板中还有非常丰富的整合示例,同时单体架构也非常适合SpringBoot框架入门,如果觉得有意义或者有帮助,欢迎Star & Issues & PR!
上一章:由浅到深认识C语言(11):结构体
12.位段/位域
这里需要记住,在内存中数据插入输出的顺序,即逆序插入,顺序输出!详解在8.3指针变量中变量的类型;
问题提出:信息在计算机的存取长度一般以 Byte 为单位,但是有时候存储一个信息不必用到一个或者多个 Byte,例如"真"或"假"用 1 或 0 表示即可,只需要 1 bit,此时我们就需要使用位段;
**定义:**C语言允许在一个结构体中以 bit 为单位来指定其成员所占内存长度,以 bit 为单位的成员称为"位段"或称"位域",而且这些成员的数据类型大都为 unsigned int ,也可以用 unsigned char;
格式示例如下:
c
struct data
{
unsigned int a : 2; //a占2位
unsigned int b : 6; //b占6位
unsigned int c : 4; //c占4位
unsigned int d : 4; //d占4位
unsigned int i; //i占32位
}data;
图解如下:
i | d | c | b | a |
---|---|---|---|---|
32bit | 4bit | 4bit | 6bit | 2bit |
而且相邻位域是可以被压缩的,且相邻位域压缩的位数不能超过成员自身的大小;
解释如下: 以下数据类型仅为 unsigned int 和 unsigned char;
若相邻成员数据类型相同(可压缩):
-
如果我们使用的是 unsigned int 类型,最多能够压缩 32 个连续的 unsigned int num : 1; 即最多压缩 32 个 0/1 编码,如果连续的相同数据类型成员位数超过了 4B ,即 32b ,如果大小溢出了 4B ,即大于等于了 33b 的话,进而成为 8B ,如果只压缩了 33 个 unsigned int num : 1 ,无论打印出来是多少 B ,实际大小还是为 33b ,往后以此类推;
-
如果我们使用的是 unsigned char 类型,最多能够压缩 8 个连续的 unsigned char ch : 1; 即最多压缩 8 个 0/1 编码,如果连续的相同数据类型成员位数超过了 1B ,即 8b ,如果大小溢出了 1B ,即大于等于了 9b 的话,进而成为 2B ,如果只压缩了 9 个 unsigned char ch : 1 ,无论打印出来是多少 B ,实际大小还是为 9b ,往后以此类推;
若相邻成员数据类型不同(不可压缩):
不相邻的两个成员或者两类成员,则既要将两类数据内存按照 int 或者 char 基本数据类型的内存进行加减,又要将每一类中的各个成员内存进行压缩;
示例如下:
c
#include<stdio.h>
#pragma pack(1)
struct bit_data
{
unsigned char a : 1;
unsigned char b : 1;
unsigned char c : 1;
unsigned char d : 1;
unsigned char e : 1;
unsigned char f : 1;
unsigned char g : 1;
unsigned char h : 1;
}data;
int main(int argc, char* argv[]) {
printf("data = %d\n", sizeof(data));
}
打印效果如下:
12.1.位段的注意事项
-
位段不能取地址:
因为内存地址是以 Byte 为单位,因为系统内存是以 Byte 为基本单位,系统不会识别在 bit 上的地址;
-
位段的赋值:
不要操作越界的数据,解释如下:
c#include<stdio.h> struct bit_data { unsigned char a : 1; //0-1 ==> 0-1 unsigned char b : 2; //00-11 ==> 0-3 unsigned char c : 3; //000-111 ==> 0-7 unsigned char d : 4; //0000-1111 ==> 0-15 unsigned char e : 5; //00000-11111 ==> 0-31 unsigned char f : 6; //000000-111111 ==> 0-63 unsigned char g : 7; //0000000-1111111 ==> 0-127 unsigned char h : 8; //00000000-11111111 ==> 0-255 }data; int main(int argc, char* argv[]) { data.a = 1; printf("%u\n", data.a); data.b = 3; printf("%u\n", data.b); data.c = 7; printf("%u\n", data.c); data.d = 15; printf("%u\n", data.d); data.e = 31; printf("%u\n", data.e); data.f = 63; printf("%u\n", data.f); data.g = 127; printf("%u\n", data.g); data.h = 255; printf("%u\n", data.h); }
打印效果如下:
-
无意义位段:
无意义位段用来限制压缩,解释如下:
以下示例将位段定义成了全局变量,可以不用初始化为零值(因为全局变量会自动初始化),但是如果将该位段定义成局部变量,那么就需要我们手动初始化为零,因为局部变量载入时是一个不确定的值;
cstruct bit_data { unsigned char a : 2; unsigned char : 2; //无意义的位段,仅作占位符,占两个 bit unsigned char b : 2; unsigned char c : 2; }data;
图示如下:
c c b b a a 验证如下:
c#include<stdio.h> #include<string.h> struct bit_data { unsigned char a : 2; unsigned char : 2; //无意义的位段,仅作占位符,占两个 bit unsigned char b : 2; unsigned char c : 2; }data; int main(int argc, char* argv[]) { //如果是定义成了局部变量,还需要包含string.h头文件,然后: //memset(&data,0,1); data.a = 0; data.b = 2; data.c = 3; //此时data转换成二进制为 1110 0000 ==> 十六进制 0xe0 printf("data = %#x\n",data); }
打印效果如下:
-
另起一个位段:
当我们将无意义位段设置为 0 时,我们就成功另起了一个位段,即在内存的另一处重新开辟了一个容器来装下一个位段的内容,证明如下:
c#include<stdio.h> #include<string.h> typedef struct data{ unsigned char a : 2; unsigned char : 0; unsigned char b : 2; unsigned char : 0; unsigned char c : 2; unsigned char : 0; unsigned char d : 2; }DATA; int main(int argc, char* argv[]) { DATA data; memset(&data, 0, 4); //此时这个结构体里包含了四个位段地址 printf("sizeof(data) = %d\n", sizeof(data)); data.a = 0; data.b = 1; data.c = 2; data.d = 3; printf("%x\n", data); }
打印效果如下:
12.2.位域和单片机
图解如下:
代码如下:
c
#include<stdio.h>
typedef struct {
unsigned char data : 1;
unsigned char : 1;
unsigned char addr : 2;
unsigned char : 1;
unsigned char opt : 2;
unsigned char : 1;
}DATA;
int main(int argc, char* argv[]) {
//下面是单片机定义
DATA msg;
msg.data = 1;
msg.addr = 2;
msg.opt = 1;
}