Наряду с "обычными" типами, допустимыми и для "отдельных" переменных, поля структуры могут иметь особый целочисленный тип, допустимый только для них - битовые поля.
Битовые поля содержат заданное количество бит, необязательно кратное байту, но не превосходящее количество бит в типе int (в С++ Builder'е - 32). Они могут быть знаковыми (по умолчанию - signed) либо беззнаковыми (unsigned) , причем слово signed обычно опускается. В знаковых полях старший бит означает знак числа, аналогично всем целочисленным типам (см. выше тему "Кодирование целых чисел").
Объявление знакового битового поля имеет вид:
int a:размер;
а беззнакового битового поля:
unsigned b:размер;
где размер - количество бит в поле.
Пример:
struct T {
int a:5, b:4;
unsigned c:5;
float d;
unsigned e:2, f:5;
};
Выравнивание, рассмотренное выше, выполняется не для отдельных битовых полей, а только для совокупностей подряд идущих битовых полей (именно поэтому битовые поля применяются лишь в составе структур). Так, в приведенном примере битовые поля a, b и c располагаются в памяти подряд, занимая вместе одну двухбайтовую ячейку, как показано на схеме:
| № бит | 15 14 | 13 12 11 10 9 | 8 7 6 5 | 4 3 2 1 0 |
| Поля | c | b | a |
Как видно из рисунка, поля располагаются в ячейке от младших бит к старшим; при этом в примере последние 2 бита остались неиспользованными.
Аналогично, поля e и f занимают однобайтовую ячейку:
| № бит | 6 5 4 3 2 | 1 0 | |
| Поля | f | e |
Если размер объединенной ячейки превысил бы размер типа int, компилятор может разбить ее на отдельные меньшие ячейки.
Общая схема распределения памяти под структуру типа Т:
| № байт | 0 1 | 2 3 4 5 | |
| Поля | a,b,c | d | e,f |
Заметим, что адрес отдельного битового поля получить невозможно.
Битовые поля позволяют:
1) уменьшить размер памяти, отводимой под переменную. В примере поля a,b,c,e,f в сумме заняли лишь 3 байта;
2) они упрощают доступ к отдельным битам какой-либо ячейки. Например, если структура с битовыми полями сама является полем объединения (см. ниже), такие поля дают прямой доступ к отдельным битам других полей объединения.