开始正文之前，我们先聊聊自己的身份。
不知道大家怎么定义程序员这个职业的，某天，我看见一位博客上的程序媛，她是这么说的。
可以废寝忘食，也可低头沉思，可喃喃自语，也可捏手皱眉，这就是我们这群神奇的生物–程序员。
作为一名C/C++程序员，做任何事都必须有个前提：省空间，省时间，这也是我们毕生最求的目标。
开始今天的正题吧！
位域：嗯？位域是个什么东西呢？我的理解是，省空间的一种数据机构。
度娘给的回答是：
有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节， 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态， 用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，Ｃ语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。
位域：把一个字节中的二进位划分为几 个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。
1. 位域的定义
位域的定义格式：
//这里就不写完整的C格式了。
struct test
{
int a : 2;
int b : 3;
int c : 6;
};
2. 位域的赋值
struct BIT
{
int a : 3;
int b : 4;
]bit;
//赋值：
bit.a = 7; //ok,可以
bit.b = 16; //error,不可以
/*
注意：位域都是按照二进制存储，给位域里的类型赋值时，不能超过本身位数的最大值。
比如:
a是3位，那么按照二进制表示最大为： 0111 == 7;如果此时值大于7，那么就错了。
*/
printf("a=%d,b=%d\n",bit.a,bit.b); //得到7，16是错的，编不过，改成16以下即可.
位域也是可以用指针表示的！我们坐下修改.
无名位域与空域,
struct BIT
{
int a : 3;
int b : 4;
int ：3; //位域可以是无名位域，但是却不能使用
int : 0;//空域也是可以的,一样不能使用
]bit,*pbit;
//赋值：
pbit = &bit; //得到bit的地址。
pbit->a = 3;
pbit->b& = 9;
//输出结果,正确
printf("a=%d,b=%d\n",pbit->a,pbit->b);
ps:如果int类型的位域，最大是32位，只要值不超过32位可表示的最大值都是可以的。
3. 结构体成员包含位域
这里要涉及到一点内存对齐的知识，看不懂可以跳过，后面再看,我尽量讲详细点。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Cain
{
//最简单的一种内存对齐
char a : 3;
char b : 4;
char c : 6;
}Cain;
int main()
{
//我们先输出结果，再分析，用到sizeof运算符计算大小。
printf("Cain结构体size=%d\n",sizeof(Cain)); //result: Cain结构体size=2;
system("pause");
return 0;
}
分析：
char == 1byte; ok，No problem,
1byte == 8bit; so easy,No problem;
结构体按照正常字节对齐肯定是3，对吧。
但是，成员是位域，所以，按照位域的对齐方式来，以最小空间作为代价.
实际：3bit + 4bit + 6bit = 13bit; 可以，这一步也没问题。
2byte == 16 bit; ok,完全正确. 所以，这个2字节怎么来的，明白了吧。我2字节能够装下，不需要3字节。
我们看下一个程序：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct Cain
{
//这个就要好好考虑下按照什么对齐了.
char a : 3;
int b : 5;
unsigned c : 6;
};
int main()
{
//我们先输出结果，再分析，用到sizeof运算符计算大小。
printf("Cain结构体size=%d\n",sizeof(struct Cain)); //result: Cain结构体size=8;
system("pause");
return 0;
}
分析：当结构体里面的数据类型不统一时，我们就按照内存对齐来做。
简单介绍一下字节对齐：
当结构体里面最大数据结构类型的字节数小于等于32位平台的字节数，即4字节。按照4字节数对齐即可。
当结构体里面最大数据结构类型的字节数大于32位平台的字节数，按照字节对齐的整数倍对齐，比如，char[5]占了5字节，但是编译器会优化为8字节，补齐为4字节的整数倍。位域其实也遵循这个规则，只是他缩小成二进制位对齐，但是实际计算还是按照字节来算。
实际大小:3bit + 4byte + 6bit,编译器会优化为4+4 = 8byte;因为8bit一个byte就可以装下，但是会补齐为4字节。
4. 位域对齐规则
使用位域的主要目的是压缩存储，其大致规则为：
- 如果相邻位域字段的类型相同，且其位宽之和小于类型的sizeof大小，则后面的字段将紧邻前一个字段存储，直到不能容纳为止
- 如果相邻位域字段的类型相同，但其位宽之和大于类型的sizeof大小，则后面的字段将从新的存储单元开始，其偏移量为其类型大小的整数倍；
- 如果相邻的位域字段的类型不同，则各编译器的具体实现有差异，VS采取不压缩方式，GCC采取压缩方式；
- 如果位域字段之间穿插着非位域字段，则不进行压缩；
- 整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。
位域就简单介绍到这里，字节对齐比较底层，绝对不单单是了解几个寄存器就可以搞定的。
如果后面对字节对齐有了新的认知，我会花时间写出来分享给大家。
转载请注明出处，谢谢。