为什么这段代码在结构中包含冒号？答案

【问题标题】：Why does this code contains colon in struct?为什么这段代码在结构中包含冒号？
【发布时间】：2020-06-05 13:35:37
【问题描述】：

请解释这段代码是如何执行的。为什么我们在结构中使用“：”。结构中冒号的用途是什么。sizeof 运算符的输出应该是什么。

#include <stdio.h>
int main()
{
struct bitfield {
    signed int a : 3;
    unsigned int b : 13;
    unsigned int c : 1;
};
struct bitfield bit1 = { 2, 14, 1 };
printf("%ld", sizeof(bit1));
return 0;
}

【问题讨论】：

: 用于定义struct（或union）中的位域。
我认为“sizeof 运算符的输出应该是什么”的唯一答案是“它取决于”。架构字长、对齐和填充等

标签： c struct unsigned signed

【解决方案1】：

它是bit fields 语法的一部分。这里表示a占3位，b占13位，c只占1位。当然该结构不会只占用内存中的 17 位，因为它必须与作为最小可寻址内存单元的字节对齐，因此sizeof(bit1) 将至少为 3 个字节（可能会与某个机器相关的值对齐字，例如 4 个字节）。您可以在此处阅读有关对齐的更多信息：Structure padding and packing。我假设 1 个字节是 8 位大小，但在一些旧的或奇特的架构中，字节有另一个大小。

【讨论】：

【解决方案2】：

: 运算符用于bit fields，即使用较大空间的指定位数的整数值。这些可能会被打包成机器字以节省空间，但实际行为是由实现定义的。

现在，“sizeof 运算符的输出应该是什么”这个问题很简单，但答案很复杂。

sizeof operator 表示它返回字节数，但“字节”的定义不一定是你想的那样。一个字节必须至少为 8 位，但可以更多。 9、12 和 16 位并非闻所未闻。

给定平台的sizeof(int) 可能因架构字长而异。假设字节大小为 8 位，sizeof(int) 可能是 2、4 或 8。可能更多。如果字节大小为 16，sizeof(int) 实际上可能是 1。

现在，记得我说过，位域是否被打包取决于实现？好吧，这将在这里产生很大的不同。每个位字段都可以放入一个单独的字中。或者它们都可以打包成一个。

很可能，您使用的是 8 位字节和 32 或 64 位 ints 的 Intel 平台，编译器可能会打包位字段。因此，您的 sizeof(bit1) 可能是 4 或 8。

【讨论】：