C_C++位域

位域(Bit-fields)分析
位域是c++和c里面都有的一个概念，但是位域有要注意的很多问题：
1.大端和小端字节序
这个很简单，就是起始点该怎么确定。

先看一个程序：
1.union {
2. struct
3. {
4. unsigned char a1:2;
5. unsigned char a2:3;
6. unsigned char a3:3;
7. }x;
8. unsigned char b;
9.}d;
10.int main(int argc, char* argv[])
11.{
12. d.b = 100;
13. return 0;
14.}
那么x的a1，a2，a3该怎么分配值，100的二进制是：0110 0100，那么a1到a3是不是就是依次取值恩？
不是！
我们先看看100分配位的低端是左边的0还是右边的0？很明显是右边的0，那么我们再看a1到a3的分配是从低端到高端的,那么，对应的应该是
内存大内存小
a3 a2 a1
011 001 00
还有一个情况多见就是一个二进制的数字转化为点分十进制数值，如何进行，这里涉及到大端还是小端的问题，上面没有涉及，主要是因为上面是一个字节，没有这个问题，多个字节就有大端和小端的问题了，或许我们应该记住这一点就是,在我们的计算机上面,大端和小端都是以字节为准的,当然严格来说更应该以位为准不是吗?
具体可以参考维基百科上面的一篇文章,他给出了一个以位为准的大小端序的图:
/wiki/Endianess
下面研究字节为单位的大小端序,继续看代码吧,如下：
1.int main(int argc, char* argv[])
2.{
3. int a = 0x12345678;
4. char *p = (char *)&a;
5. char str[20];
6. sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);
7. printf(str);
8. return 0;
9.}
这个程序假设是小端字节序，那么结果是什么？
我们看看应该怎么放置呢？
每个字节8位，0x12345678分成4个字节，就是从高位字节到低位字节：12，34，56，78，那么这里该怎么放？如下：
－－－－>>>>>>内存增大
78 56 34 12
因为这个是小端，那么小内存对应低位字节，就是上面的结构。

接下来的问题又有点迷糊了，就是p怎么指向，是不是指向0x12345678的开头－－12处？不是！12是我们所谓的开头，但是不是内存的开始处，我们看看内存的分布，我们如果了解p[0]到p[1]的操作是&p[0]+1,就知道了，p[1]地址比p[0]地址大，也就是说p的地址也是随内存递增的！
12 ^ p[3]
|
34 | p[2]
|
56 | p[1]
|
78 | p[0]
内存随着箭头增大！同时小端存储也是低位到高位在内存中的增加！
这样我们知道了内存怎么分布了
那么：
1.sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);
str就是这个结果了：
120.86.52.18（注意：这个地方是以十进制的形式输出的）
那么反过来呢？
1.int main(int argc, char* argv[])
2.{
3. int a = 0x87654321;
4. char *p = (char *)&a;
5. char str[20];
6. sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);
7. printf(str);
8. return 0;
9.}
依旧是小端，8位是一个字节那么就是这样的啦：
87 ^ p[3]
|
65 | p[2]
|
43 | p[1]
|
21 | p[0]
结果是：
33.67.101.-121
为什么是负的？因为系统默认的char是有符号的，本来是0x87也就是135，大于127因此就减去256得到-121
那么要正的该怎么的弄？
如下就是了：
1.int main(int argc, char* argv[])
2.{
3. int a = 0x87654321;
4. unsigned char *p = (unsigned char *)&a;
5. char str[20];
6. sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);
7. printf(str);
8. return 0;
9.}
用无符号的！
结果：
33.67.101.135
2．位域的符号（正负）
看完大端和小端以后，再看看位域的取值的问题，上面我们谈到了一些，首先就是位域是按照位来取值的跟我们的int是32位char是8位一样，很简单，但是，要注意一点就是位域也有正负，指有符号属性的，就是最高位表示的，也会
涉及到补码这个一般被认为非常恶心的东西，看看程序吧：
1.#include <stdio.h>
2.#include <stdlib.h>
3.#include <string.h>
4.int main(int argc, char** argv)
5.{
6. union
7. {
8. struct
9. {
10. unsigned char a:1;
11. unsigned char b:2;
12. unsigned char c:3;
13. }d;
14. unsigned char e;
15. } f;
16. f.e = 1;
17. printf("%d\n",f.d.a);
18. return 0;
19.}
<小端>
那么输出是什么？
换一下：
1.#include <stdio.h>
2.#include <stdlib.h>
3.#include <string.h>
4.int main(int argc, char** argv)
5.{
6. union
7. {
8. struct
9. {
10. char a:1;
11. char b:2;
12. char c:3;
13. }d;
14. char e;
15. } f;
16. f.e = 1;
17. printf("%d\n",f.d.a);
18. return 0;
19.}
输出又是什么？
小端的话，那么，再d.a上面分得1，而这个是无符号的char，那么前者输出是1，没有问题，第二个输出是－1，哈哈。

为什么？
第二个是有符号的，就一个位分得1，那么就是最高位分得1，就是负数，负数用的补码，实际的值是取反加1，就是0+1＝1，再取符号负数，就是－1. 3．整型提升
最后的打印是用的%d，那么就是对应的int的打印，这里的位域肯定要提升，这里有一点，不管是提升到有符号还是无符号，都是自己的符号位来补充，而不改变值的大小(这里说的不改变值大小是用相同的符号属性来读取)，负数前面都补充1，正数都是用0来补充，而且也只有这样才能保证值不变，比如，char 提升到int就是前面补充24个char的最高位，比如：
1. char c = 0xf0;
2. int p = c;
3. printf("%d %d\n",c,p);
输出：-16 -16
p实际上就是0xfffffff0,是负数因此就是取反加1得到c是一个负数那么转化到x的时候就是最高位都用1来代替，得到的数不会改变值大小的。

再看：
1. char c = 0xf0;
2. unsigned int x = c;
3. printf("%u\n",x);
得到的结果是4294967280，也就是0xfffffff0,记住，无符号用%u来打印。

地址不可取
最后说的一点就是位域是一个字节单元里面的一段，是没有地址的！。