有些資訊在存儲時，并不需要占用一個完整的位元組， 而隻需占幾個或一個二進制位。例如在存放一個開關量時，隻有0和1 兩種狀态， 用一位二進位即可。為了節省存儲空間，并使處理簡便，C語言又提供了一種資料結構，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個位元組中的二進位劃分為幾個不同的區域， 并說明每個區域的位數。每個域有一個域名，允許在程式中按域名進行操作。 這樣就可以把幾個不同的對象用一個位元組的二進制位域來表示。
一、位域的定義和位域變量的說明
位域定義與結構定義相仿，其形式為：
struct 位域結構名
{
位域清單
};
其中位域清單的形式為：
類型說明符 位域名：位域長度
位域變量的說明與結構變量說明的方式相同。 可采用先定義後說明，同時定義說明或者直接說明這三種方式。例如：
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
說明data為bs變量，共占兩個位元組。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。對于位域的定義尚有以下幾點說明：
1. 一個位域必須存儲在同一個位元組中，不能跨兩個位元組。
如一個位元組所剩空間不夠存放另一位域時，應從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如：
struct bs
{
unsigned a:4
unsigned b:5 /*從下一單元開始存放*/
unsigned c:4
}
2. 由于位域不允許跨兩個位元組，是以位域的長度不能大于一個位元組的長度。
3. 位域可以無位域名，這時它隻用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如：
struct k
{
int a:1
int :2 /*無位域名，該2位不能使用*/
int b:3
int c:2
};
舉個例子：
普通結構體記憶體示例：
struct
{
double a;//8 8 8 0-7
char b;//1 8 1 8 8-11浪費
int c;//4 8 4 12-15
int d;//4 8 4 16-19 20-24浪費
}S;
解析：（vs下預設對齊數為8，linux下為4，以下環境為vs）
1.結構體中第一個成員a放在0偏移處，a是double類型，占8個位元組，對齊數為8，從0偏移處開始往後放，0-7.
2.b占1個位元組，對齊數為1（b自身大小為1，預設為8，較小值為1，即對齊數為1），8是1的倍數，是以從8偏移處開始放，8.
3.c占4個位元組，對齊數為4，9-11浪費，從12開始放c,12-15.
4.d占4個位元組，對齊數為4,16是4的倍數，從16開始放，16-19.
5.0-19是20個位元組，最大對齊數為8,8的倍數最小的為24，20-24浪費.
6.是以，該結構體的大小為24.
位段大小的計算，及計算機的存儲方式：
struct
{
int a : 2;
int b : 10;
int c : 5;
int d : 20;
}S;
注意：
（1）位段成員的類型必須指定為unsigned或int類型。
（2）一個位段必須存儲在同一存儲單元中，不能跨兩個單元。如果第一個單元空間不能容納下一個位段，則該空間不用，而從下一個單元起存放該位段。
（3）可以定義無名位段。
（4）從圖中可以看出位段是如何存儲的，a、b、c放在一個存儲單元，為4個位元組，剩下的空間放不下d,放在下一個存儲單元中，占4個位元組，共占8個位元組。
二、位域的使用
#include <iostream>
#include <memory.h>
using namespace std;
struct A
{
int a:5;
int b:3;
};
int main(void)
{
char str[100] = "0134324324afsadfsdlfjlsdjfl";
struct A d;
memcpy(&d, str, sizeof(A));
cout << d.a << endl;
cout << d.b << endl;
return 0;
}
在32位x86機器上輸出：
$ ./langxun.exe
-16
1
解析：在預設情況下，為了友善對結構體内元素的通路和管理，當結構體内的元素長度都小于處理器的位數的時候，便以結構體裡面最長的元素為對其機關，即結構體的長度一定是最長的資料元素的整數倍；如果有結構體記憶體長度大于處理器位數的元素，那麼就以處理器的位數為對齊單元。由于是32位處理器，而且結構體中a和b元素類型均為int（也是4個位元組），是以結構體的A占用記憶體為4個位元組。
上例程式中定義了位域結構A，兩個個位域為a（占用5位），b（占用3位），是以a和b總共占用了結構A一個位元組（低位的一個位元組）。
當程式運作到14行時，d記憶體配置設定情況：
高位 00110100 00110011 00110001 00110000 低位
'4' '3' '1' '0'
其中d.a和d.b占用d低位一個位元組（00110000）,d.a : 10000, d.b : 001 d.a記憶體中二進制表示為10000，由于d.a為有符号的整型變量，輸出時要對符号位進行擴充，是以結果為-16（二進制為11111111111111111111111111110000）
d.b記憶體中二進制表示為001，由于d.b為有符号的整型變量，輸出時要對符号位進行擴充，是以結果為1（二進制為00000000000000000000000000000001）
三、位域的對齊
如果結構體中含有位域(bit-field)，那麼VC中準則是：
1) 如果相鄰位域字段的類型相同，且其位寬之和小于類型的sizeof大小，則後面的字段将緊鄰前一個字段存儲，直到不能容納為止；
2) 如果相鄰位域字段的類型相同，但其位寬之和大于類型的sizeof大小，則後面的字段将從新的存儲單元開始，其偏移量為其類型大小的整數倍；
3) 如果相鄰的位域字段的類型不同，則各編譯器的具體實作有差異，VC6采取不壓縮方式（不同位域字段存放在不同的位域類型位元組中），Dev-C++和GCC都采取壓縮方式；
系統會先為結構體成員按照對齊方式配置設定空間和填塞（padding）,然後對變量進行位域操作。
四、位域與資料類型uint8_t uint16_t uint32_t uint64_t size_t ssize_t
參考：https://blog.csdn.net/lzx_bupt/article/details/7066577
C語言中好像沒有這種資料類型，但是在實際應用的過程中，發現許多人的代碼中都存在這種表示方式。其實uintX-t就是通過typedef定義的，利用預編譯和typedef可提高效率也友善代碼移植。總結如下：
typedef unsigned char uint8_t; //無符号8位數
typedef signed char int8_t; //有符号8位數
typedef unsigned int uint16_t; //無符号16位數
typedef signed int int16_t; //有符号16位數
typedef unsigned long uint32_t; //無符号32位數
typedef signed long int32_t; //有符号32位數
typedef float float32; //單精度浮點數
typedef double float64; //雙精度浮點數
一般來說整形對應的*_t類型為：
uint8_t為1位元組
uint16_t為2位元組
uint32_t為4位元組
uint64_t為8位元組
uint8_t / uint16_t / uint32_t /uint64_t 是什麼資料類型
這些資料類型是 C99 中定義的，具體定義在：/usr/include/stdint.h ISO C99: 7.18 Integer types <stdint.h>
#ifndef __int8_t_defined
# define __int8_t_defined
typedef signed char int8_t;
typedef short int int16_t;
typedef int int32_t;
# if __WORDSIZE == 64
typedef long int int64_t;
# else
__extension__
typedef long long int int64_t;
# endif
#endif
/* Unsigned. */
typedef unsigned char uint8_t;
typedef unsigned short int uint16_t;
#ifndef __uint32_t_defined
typedef unsigned int uint32_t;
# define __uint32_t_defined
#endif
#if __WORDSIZE == 64
typedef unsigned long int uint64_t;
#else
__extension__
typedef unsigned long long int uint64_t;
#endif
格式化輸出：
unit64_t %llu
unit32_t %u
unit16_t %hu
unit8_t %d
舉例：
#include<stdio.h>
#include<stdint.h>
struct A
{
uint8_t a:1;
uint8_t b:4;
};
int main()
{
struct A myA;
printf("A size is %d\n",sizeof(myA));
myA.a=1;
myA.b=13;
printf("myA.a is %c\n",myA.a);
printf("myA.a is %d\n",myA.a);
printf("myA.b is %c\n",myA.b);
printf("myA.b is %d\n",myA.b);
printf("end\n");
return 0;
}
32位系統輸出結果：
[[email protected] tmp]# ./a.out
A size is 1
myA.a is
myA.a is 1
myA.b is
myA.b is 13
end