ビットフィールドは C の構造体と共用体のメモリ使用量をどのように最適化しますか?

構造体と共用体のビットフィールド メンバー

C プログラミングでは、ビットフィールドは構造体内の特定のビット数のみを占有する変数です。または組合。この概念は、メモリ使用量を最適化し、構造体のサイズをより詳細に制御するために利用されます。

'unsigned temp:3' について

次の構造体定義を考えてみましょう。

struct op {
    unsigned op_type:9;
    ...
};

この構造体では、op_type メンバーは 9 ビットの符号なしとして宣言されていますビットフィールド。これは次のことを意味します。

• Unsigned: ビットフィールドが正の値のみを表すことができることを示します。
• :3: ビットフィールドが占有することを指定します。たったの3ビットメモリ。

バイト割り当てへの影響

ビットフィールドは、構造体のサイズを削減することでメモリ使用量を最適化します。ただし、個々のビットフィールドの正確なバイト アラインメントは保証されません。コンパイラは、構造体のサイズを最も近い 8 ビットの倍数 (1 バイト) に切り上げる場合があります。

たとえば、op 構造体では、ビットフィールドの合計サイズは 15 ビットです。コンパイラはこれを 16 ビットに丸め、構造体サイズは 2 バイトになります。

構造体サイズの制御

ビットフィールドを慎重に使用することで、構造体サイズを制御できます。構造全体のサイズ。これは、他のシステムとインターフェイスしたり、メモリ効率の高いデータ構造を維持したりする場合に有益です。

例

次の構造体を考えてみましょう。

struct s {
    unsigned a:4;
    unsigned b:4;
    unsigned c:4;
};

Inこの構造体のビットフィールド a、b、c はそれぞれ 4 ビットを占有します。ビットフィールドの合計サイズは 12 ビットですが、コンパイラによって 16 ビットに切り上げられます。したがって、s 構造体のサイズは 2 バイトになります。

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