Битовые поля структур
Для более экономного использования памяти очень часто используют побитное хранение числовых и логических значений. Такой способ хранения данных можно реализовать на основе использования побитовых операций. Однако существует и другой метод доступа к отдельным битам памяти – с помощью битовых полей структур. Например:
struct Date
{
unsigned WeekDay : 3; // 0..7 (3 бита)
unsigned MonthDay : 5; // 0..31 (5 бит)
unsigned Month : 4; // 0..12 (4 бита)
unsigned Year : 12; // 0..4048 (12 бит)
} D1;
Под переменную D1 в памяти будет отведено всего 4 байта:
0 … 2 |
3 … 7 |
8 … 11 |
12 … 23 |
24 … 31 |
WeekDay |
MonthDay |
Month |
Year |
Не используется |
3 бита |
5 бит |
4 бита |
12 бит |
8 бит |
Число, указанное в определении поля после двоеточия, определяет количество бит, отведенных под соответствующее битовое поле. Тип битового поля определяет способ интерпретации этого поля в программе.
Для хранения логического значения под битовое поле отводится 1 бит:
struct Flags
{
bool b1: 1;
bool b2: 1;
bool b3: 1;
bool b4: 1;
bool b5: 1;
bool b6: 1;
bool b7: 1;
bool b8: 1;
} Fl;
Под переменную Fl в памяти будет отведен 1 байт. Таким образом, в одном байте памяти можно разместить 8 логических значений.
Обращение к битовым полям осуществляется так же, как и к обычным полям структур:
D1.WeekDay = 4;
D1.MontthDay = 25;
D1.Month = 9;
D1.Year = 2004;
В одной структуре можно совместно использовать и обычные и битовые поля.
10.2. Объединения Обычные объединения
Объединения – это две или более переменных расположенных по одному адресу (говорят, что они разделяют одну и ту же память). Объединения определяются подобно структурам, но только с использованием ключевого слова union:
union t_num{
int i;
double d;
};
Здесь описан новый тип данных с именем t_num, представляющий собой объединение двух членов (полей, элементов), каждый из которых задан типом данных и именем. Члены объединений могут быть любых типов, а их количество – любым.
Для работы с объединением следует определить соответствующие переменные:
t_num A, B; // Определены две переменные А и В
Создание переменных модно совместить с описанием объединения:
union t_num{
int i;
double d;
} A, B; // Описан тип данных t_num и определены две переменные А и В
Обращение к полям объединения осуществляется так же, как и к элементам структуры – с использованием оператора “точка”:
A.i = 13;
B.d = 3.14;
cout << A.i + B.d;
Если обращение к полям объединения осуществляется через указатель, то необходимо использовать оператор “стрелка”:
t_num *p = &A; // Указатель на объединение р инициализирован адресом переменной А
p -> d = 234.33; // Полю d переменной А присвоено новое значение
Передача объединений в качестве аргументов функций осуществляется точно так же, как и для структур.
В памяти члены объединения “накрывают” друг друга (располагаются по одному адресу):
Если вывести на экран адреса переменной А и полей i и d
cout << &A << " " << &A.i << " " << &A.d << endl;
то будут выведены три одинаковых адреса.
Объединения не могут хранить одновременно несколько различных значений, они позволяют интерпретировать несколькими различными способами содержимое одной и той же области памяти.
Например, необходимо написать функцию обеспечивающую перестановку младшего и старшего байта короткого целого:
short Swap ( short I)
{
union t_U {
short i;
char c [2];
} u;
u.i = I;
char ch = u.c [0];
u.c [0] = u.c [1];
u.c [1] = ch;
return u.i;
}
cout << Swap (1234) << endl; // На экране -11772
Переменная u из этой функции интерпретируется в памяти так:
