结构体的一个高级特性―指定成员的位数

今天在读程序的时候发现了这样的一个结构体，

typedef struct

{

uint16_t tOutputVolt; //输出电压

int16_t tOutputCul; //输出电流

union

{

struct

{

uint8_t bCMHardFault:1;

uint8_t bCMTempHigh:1;

uint8_t bCMOutputFault:1;

uint8_t bCMBatInputFault:1;

uint8_t bCMCommFault:1;

uint8_t reserve:3;

}stTCStatus;

uint8_t bTCStatus;

}STATUS;

}TC_PROTOCOL_RCV_DATA;

这个结构体用到了结构体的一个高级特性―指定成员的位数。由于自己平时写程序很少用到比较生疏，所以就查了查质料，进一步搞清楚其用法。

在大多数情况下，我们一般这样定义结构体：

struct student

{

unsigned int sex;

unsigned int age;

};

对于一般的应用，这已经能很充分地实现数据了的“封装”。但是，在实际工程中，往往碰到这样的情况：那就是要用一个基本类型变量中的不同的位表示不同的含义。譬如一个 cpu 内部的标志寄存器，假设为 16 bit，而每个 bit 都可以表达不同的含义，有的表示结果是否为 0，有的表示是否越界等等。这个时候我们用什么数据结构来表达这个寄存器呢？答案还是结构体！为达到此目的，我们要用到结构体的高级特性，那就是在基本成员变量的后面添加： 数据位数。

组成新的结构体：

struct xxx

{

成员 1 类型成员 1 : 成员 1 位数;

成员 2 类型成员 2 : 成员 2 位数;

成员 3 类型成员 3 : 成员 3 位数;

};

基本的成员变量就会被拆分！这个语法在初级编程中很少用到，但是在高级程序设计中不断地被用到！

例如：

struct student

{

unsigned int sex : 1;

unsigned int age : 15;

};

上述结构体中的两个成员sex和age加起来只占用了一个unsigned int的空间 （假设unsigned int为16位） 。基本成员变量被拆分后，访问的方法仍然和访问没有拆分的情况是一样的，例如：

struct student sweek;

sweek.sex = MALE;

sweek.age = 20;

虽然拆分基本成员变量在语法上是得到支持的，但是并不等于我们想怎么分就怎么分，例如下面的拆分显然是不合理的：

struct student

{

unsigned int sex : 1;

unsigned int age : 12;

};

这是因为 1+12 = 13，不能再组合成一个基本成员，不能组合成 char、int 或任何类型，这显然是不能“自圆其说”的。在拆分基本成员变量的情况下， 我们要特别注意数据的存放顺序， 这还与CPU是Big endian还是Little endian来决定。Little endian 和 Big endian 是 CPU 存放数据的两种不同顺序。对于整型、长整型等数据类型，Bigendian 认为第一个字节是最高位字节（按照从低地址到高地址的顺序存放数据的高位字节到低位字节）；而Little endian 则相反，它认为第一个字节是最低位字节（按照从低地址到高地址的顺序存放数据的低位字节到高位字节）。

总结：

1、C/C++ 语言的结构体支持对其中的基本成员变量按位拆分；

2、拆分的位数应该是合乎逻辑的，应仍然可以组合为基本成员变量；要特别注意拆分后的数据的存放顺序，这一点要结合具体的 CPU 的结构。

        愿你出走半生，归来仍是少年…