У мові С ++ є можливість задавати елементам структур певну кількість пам'яті в бітах. Наприклад, якщо необхідно створити структуру даних, що відповідає розміру регістра в будь-якому пристрої. типом елемента (його називають двійкового полем) такої структури може бути целочисленное (найчастіше типу непідписаний) или перелічуваних (enum).
Синтаксично бітове поле в структурі визначається наступним чином:
Наприклад:
1 2 3 4 5 6 | struct fieldbite { unsigned short first : 2; unsigned short second: 2; unsigned short third : 4; } field; |
Ми визначили структуру, в якій змінні будуть займати вказану кількість біт. 2 + 2 + 4 дає 8 біт (ми вирівняли до розміру байта). Якщо в цю структуру дописати ще непідписаний short п'ятий : 5; – вже буде задіяно 2 байта. У другому байті природно буде сміття 8 – 5 = 3 біти, які будуть незатребуваними.
На відміну від об'єднань (union) розмір бітових полів варіюється, в залежності від того, скільки біт програміст замовив. якщо замовлено 7 біт (скажімо дві змінні по 3 біти, і одна – 1 біт), то С ++ відведе один байт (8 біт) під ці три змінні.
Якщо програміст замовить 11 біт, то С ++ відведе два байта (16 біт). Причому в другому байті будуть задіяні тільки 5 біт, а решта швидше за все будуть, як непотрібний хвіст. Тому при описі бітових полів слід враховувати таке “вирівнювання” до байта. Тобто,. розподіляти в ньому змінні так, щоб кожен біт був затребуваний. Для вирівнювання займаної пам'яті можна використовувати неіменовані бітові поля.
Наведемо ще один короткий приклад, в якому бітові поля відводяться під дату і час для демонстрації цієї технології.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 | #include <iostream> using namespace std; struct DateTime //Опишем структуру с битовыми полями { unsigned short Day : 5; //5 бит для дня unsigned short Month : 4; //4 для месяца unsigned short Year : 7; //7 для года от 0 до 99 unsigned short Hour : 5; //5 бит для 24-х часов unsigned short Minute : 6;//6 для минут unsigned short Second : 6;//6 для секунд }; int main() { DateTime d; //объявляем переменную этого типа с битовыми полями int i; //И еще одну, в которую будет поступать ввод данных //Введем дату cout << "Input day (1-31):" << '\t'; cin >> i; d.Day = i; cout << "Input month (1-12):" << '\t'; cin >> i; d.Month = i; cout << "Input Year (00-99) :" << '\t'; cin >> i; d.Year = i; //Введем время cout << endl << "Input Hour (0-24):" << '\t'; cin >> i; d.Hour = i; cout << "Input Minute (0-60):" << '\t'; cin >> i; d.Minute = i; cout << "Input Seconds (0-60):" << '\t'; cin >> i; d.Second = i; //И выведем их с показателем размера в памяти cout << endl << "Date is: " << d.Day << "." << d.Month << ".20" << d.Year << " "; cout << d.Hour << ":" << d.Minute << ":" << d.Second << endl; cout << sizeof(d) << endl; } |
Результат:
Як бачите, бітові поля зберігають дату і час. Займає ця структура 6 байт, хоча для неї вистачить і п'яти. І на те є свої причини: сам компілятор може вирівнювати відведену пам'ять до парного числа байтів.
Наприклад якщо ми замовили 18 біт, компілятор відведе нам не 3 байта, а 4, враховуючи що процесор любить працювати з байтами, а не з битами. Принаймні зберігати в пам'яті або своїх регістрах процесор вважає за краще не біти, а саме байти. Згідно з його розрядності: x32 корми 4 байта, x64 вже 8 байт. Нехай навіть з цих байт робота йде тільки з одним з них, інші все одно будуть підтягуватися.
невеликий підсумок: Бітові поля в структурах зазвичай використовуються в низкоуровневом програмуванні, коли робота йде зі значеннями, здатними займати не байти, а окремі біти (з огляду на те, що значення невеликі).
дезінформуєте людей. Розмір
{
непідписаних короткий перші : 2;
непідписаних короткий другий: 2;
непідписаних короткий третій : 4;
} одно не 1 ʙajtu, а 2