5.2. Битовые поля

Структуры могут содержать битовые поля – последовательности двоичных разрядов внутри одного целого значения. Язык C++ позволяет использовать любой целый тип . Будет он знаковым или беззнаковым, зависит от реализации компилятора, так же как и порядок размещения битовых полей в машинном слове. Именно поэтому битовые поля имеют имена, для обеспечения независимости от машинной реализации.

struct kilo

{

int a:2;

unsigned b:3;

int :5 // не используется

int c:1:

unsigned d:5;

};

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
d					c	не используется					b			a

Для битового поля можно явно определить тип signed или unsigned. В битовом поле типа signed крайний левый бит является знаковым. Такое поле шириной в 1 бит может хранить значения только 0 или –1.

Битовое поле без имени просто резервирует указанное число разрядов. Битовое поле без имени с нулевым размером указывает, что следующее битовое поле начинается на границе машинного слова.

Доступ к битовому полю производится также как к компоненту структуры.

kilo ssc;

ssc.a = 1;

Битовые поля используются для упаковки значений нескольких переменных в одно машинное слово с целью экономии памяти, отводимой под данные, но это увеличивает размер исполняемого кода для доступа к этим данным и снижает производительность программы.

Битовые поля позволяют также выполнять преобразование данных в другие форматы.

Битовые поля не могут быть массивами и не имеют адресов, поэтому к ним нельзя применить операцию получения адреса &, на них не может быть указателей и ссылок. Можно получить адрес структуры, содержащей битовые поля.

5.3. Объединения

Объединение – это некоторая переменная, которая может хранить в разное время объекты различных типа и размера. Такая переменная имеет размер, достаточный для размещения наибольшего из своих полей. Объединения объявляются при помощи служебного слова union.

union romeo

{

int ir;

double fr;

char ch;

};

Объединения могут иметь (и часто имеют) имя, которое становится идентификатором типа, в противном случае объединения являются анонимными. К полям анонимных объединений можно обращаться так же, как если бы они были самостоятельными переменными. Глобальные анонимные объединения должны быть объявлены как статические (?).

romeo zulu;

//…

zulu.ir = 15; // обращение к полю (не инициализация)

Статические объединения могут быть инициализированы значениями в фигурных скобках {}, причём инициализировано может быть лишь первое поле.

romeo zulu = {15}; // инициализация

romeo zulu = {‘F’}; // неправильно, т.к. первое поле имеет тип int, а не char

Статические массивы объединений также могут быть инициализированы

romeo x_ray[ ] = {3,5,7};

Могут существовать указатели

romeo *mike;

и ссылки на объединения:

romeo& foxtrot = zulu;

Доступ к объединениям через ссылку

foxtrot.fr = …

через указатель

(*mike).ir = … или mike–>ch = …

Если поля объединения имеют одинаковый тип и длину, отличаясь только именами, то использование объединения подобно применению ссылки.

Основное достоинство объединений – возможность разных трактовок одного и того же содержимого некоторого участка памяти, т.е. доступ к одному и тому же участку памяти с помощью объектов разных типов:

union { // Безымянное объединение

float F;

unsigned long K; } FK;

FK.F = 3.141593;

FK.K ~ 1078530012

Битовые поля могут входить в состав объединений как структуры:

union a1{ struct b2{ int a0:1; int a1:2; …}; };