C# · 12月 20, 2021

C- unsigned位域简单应用、越界处理实例讲解

1.首先回忆结构体

我们都知道定义一个结构体可以这样的方式定义:

struct Point {

float x;

float y;

} point; //等价于: struct Point point;

除此之外,如果不想声明结构体,只想定义结构体的话,还可以这样:

struct {

float x;

float y;

} point; //等价于: struct Point point;

2.位域之简单应用

做低层时,经常会读写寄存器,比如操作某位,设置为0或1,而在C语言中便为我们提供一种数据结构”位域”,使得我们通过读写”位域”来实现操作某位.

例如一个常见的位域的结构体,操作如下所示:

#include

struct {

unsigned mode:8; //bit[0,7]:模式选择

unsigned en:1; //bit[8] :使能选择

unsigned reserved:1; //bit[9] :保留reserved (也可以写成unsigned reserved:1;)

unsigned clk_select:4; //bit[10,13]:时钟选择

unsigned ch_select:3; //bit[14,15]:通道选择

}reg11; //定义一个reg11变量,不声明结构体的好处在于确保变量唯一性

int main()

{

reg11.en =1; //bit8=1 –> 256

printf(“reg11=%dn”,reg11); //打印 256

reg11.mode =50;

printf(“reg11=%dn”,reg11); //打印 256+50

return 0;

}

打印:

3.位域之越界处理

比如,我们定义的某个位域只有固定1位,如果向该位写入超过1位的值.会自动保留最低1位.

示例:

#include

struct {

unsigned mode:8; //bit[0,7]:模式选择

unsigned en:1; //bit[8] :使能选择

unsigned reserved:1; //bit[9] :保留reserved(也可以写成unsigned reserved:1;)

unsigned clk_select:4; //bit[10,15]:通道选择

}reg11; //定义一个reg11变量,不声明结构体的好处在于确保变量唯一性

int main()

{

reg11.en =1; //bit8=1 –> 256

printf(“1st:reg11=%dn”,reg11); //打印 256

reg11.en =5; //5(b'101) 保留低1位: b'1

printf(“2st:reg11=%dn”,reg11); //打印 256

reg11.en =6; //5(b'110) 保留低1位: b'0

printf(“3st:reg11=%dn”,reg11); //打印 0

return 0;

}

打印:

4.注意,使用位域的结构体的长度默认最小值为int型(4字节),如果超过4字节(32位),则会是64位

示例:

#include

struct {

unsigned a:4;

unsigned b:2;

unsigned c:1;

}reg1;//位域总长度只有7位

struct reg{

unsigned a:4;

unsigned b:2;

unsigned c:32;

}reg2;

int main()

{

printf(“%dn”,sizeof(reg1));

printf(“%dn”,sizeof(reg2));

return 0;

}

打印:

5.如果某个寄存器只有8位(1字节),该如何使用位域处理?

使用union联合体,使各字段共享一块内存,通过读写union结构体里的char变量即可.

示例:

#include

typedef union{

unsigned char val;

struct {

unsigned a:4;

unsigned b:1;

unsigned c:2;

unsigned d:1;

}bit;

}reg11; //使用typedef,告诉编译器,reg11是个声明类型

int main()

{

reg11 reg;

printf(“sizeof=%dn”,sizeof(reg.val));

reg.val=0;

reg.bit.b = 1; //bit[4]=1

printf(“val = %dn”,reg.val);

return 0;

}

打印: