Опубликован: 02.02.2011 | Доступ: свободный | Студентов: 3336 / 947 | Оценка: 4.43 / 3.57 | Длительность: 33:06:00
Специальности: Программист
Лекция 19:

Битовые поля

< Лекция 18 || Лекция 19: 123 || Лекция 20 >

Размещение битовых полей в памяти

От реализации зависит порядок размещения в памяти полей одной структуры. Поля могут размещаться как слева направо, так и справа налево. Любой код программ, использующий битовые поля, зависит от компьютера и компилятора.

Пример 2.

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;
struct expl {
             int i:2;
             unsigned j:2;
             int :2;
             int k:2;
             int dummy: 8;
            } my;
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
  my.dummy = 0;
  my.i = 1;
  my.j = 3;
  my.k = -1;
  printf("%d\n", my);
  printf("Поля: %d\t%d\t%d", my.i, my.j, my.k);
  system("pause");
  return 0;
}

На рис. 18.1 показывается, как выглядит переменная структурного типа my в памяти.

Побитовое представление структуры

Рис. 18.1. Побитовое представление структуры

Пример 3. Иллюстрация возможностей объединений и структур с битовыми полями.

В программе вводятся значения двух целых переменных m и n, и остатки от их деления на 16 заносятся соответственно в четыре младших и в четыре старших разряда одного байта. Таким образом, выполняется некоторая кодировка введенных значений переменных m и n. Затем печатается изображение содержимого сформированного байта.

Обратите внимание на использование объединения. В функции cod() запись данных производиться в элементы (битовые поля) структуры hh, входящей в объединение un, а результат выбирается из того же объединения un в виде одного байта. В функции binary() происходит обратное преобразование – в нее как значение параметра передается байт, содержимое которого побитово "расшифровывается" за счет обращения к отдельным полям структуры byte, входящей в объединение cod.

//Структуры, объединения и битовые поля
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void binar (unsigned char); //прототип функции
unsigned char cod (int, int); // прототип функции

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
  unsigned char k;
  int m, n;
  printf("m=");  scanf("%d", &m);
  printf("n=");  scanf("%d", &n);
  k=cod(m,n);
  printf("cod=%u\n", k);
  binar(k);
  system("pause");
  return 0;
}

/*Упаковка в один байт остатков от деления на 16 двух целых чисел*/
unsigned char cod (int a, int b) {
  union { 
         unsigned char z;
         struct { 
                 unsigned int x : 4;//младшие биты
                 unsigned int y : 4;//старшие биты
               } hh;
        } un;
  un.hh.x=a%16;  
  un.hh.y=b%16;
  return un.z;
}

//двоичное представление байта
void binar (unsigned char ch) {
  union { 
         unsigned char ss;
         struct { 
                 unsigned a0 : 1; 
                 unsigned a1 : 1;
                 unsigned a2 : 1;
                 unsigned a3 : 1;
                 unsigned a4 : 1;
                 unsigned a5 : 1;
                 unsigned a6 : 1;
                 unsigned a7 : 1;
                } byte;
        } cod;
  cod.ss=ch;
  printf("Номер битов:     7  6  5  4  3  2  1  0\n");
  printf("Значение битов:  %d  %d  %d  %d  %d  %d  %d  %d\n", 
          cod.byte.a7, cod.byte.a6, cod.byte.a5, cod.byte.a4,
          cod.byte.a3, cod.byte.a2, cod.byte.a1, cod.byte.a0);
}

Результат выполнения программы:

Первый вариант

m=1                                    
n=3                                    
cod=49                                 
Номер битов:     7  6  5  4  3  2  1  0
Значение битов:  0  0  1  1  0  0  0  1

Второй вариант

m=0                                    
n=1                                    
cod=16                                 
Номер битов:     7  6  5  4  3  2  1  0
Значение битов:  0  0  0  1  0  0  0  0

Ключевые термины

Битовое поле – это элемент структуры, определенный как некоторое число битов, обычно меньшее, чем длина машинного слова.

Размещение битовых полей – это порядок следования битов в машинных словах.

Ширина битового поля – это количество битов, занимаемых полем.

Краткие итоги

  1. В качестве элемента структуры или объединения может быть использовано битовое поле.
  2. Вне структур или объединений битовые поля использовать нельзя.
  3. Существует три способа доступа к битовым полям.
  4. К битовым полям нельзя обратиться по адресу размещения в памяти.
  5. Расположение битовых полей зависит от реализации.
  6. Ширина битовых полей не должна превосходить длины машинного слова. Допускается использование битового поля нулевой ширины.
  7. Для битовых полей определена операция присваивания.
< Лекция 18 || Лекция 19: 123 || Лекция 20 >
Денис Курбатов
Денис Курбатов
Владислав Нагорный
Владислав Нагорный

Подскажите, пожалуйста, планируете ли вы возобновление программ высшего образования? Если да, есть ли какие-то примерные сроки?

Спасибо!