C語言中內存分配問題

C語言的位字段是個比較有意思的特性。它的目的是在一個機器字中保存多個對象（每個對象佔據若干bit），從而節省內存資源，同時又避免複雜的位運算。在此不再討論位字段的具體語法，下面將研究位字段的存儲特性。

先説含有多個字段（field）的字（word）所佔空間的規律——含有多個字段的字的大小是所有字段的類型中的最長的那個的倍數。但要確定究竟是最長類型的幾倍則比較複雜，這要看是否需要考慮類型對齊問題（即一個字段能否跨越兩個最長類型）。

例1：

struct word {

char field1 : 1;

char field2 : 2;

int field3 : 4;

};

前兩個字段都是char類型，第三個是int類型，所有類型中最長的是int類型。所以字的大小是int類型長度（即4字節）的倍數。而size of word的結果是4字節（即int的1倍），這是因為word的三個字段總共7位（1+2+4），小於int的32位，且不需 考慮類型對齊問題。

例2：

struct word {

char field1 : 1;

char field2 : 2;

int field3 : 30;

};

與上例一樣， 所有 類型中最長的是 int類型。所以字的大小是int類型長度（即4字節）的倍數。而size of word的結果是8字節（即int的2倍），這是因為word的三個字段總共33位（1+2+30），需要兩個int的64位才能裝下， 且不需 考慮類型對齊問題。

例3：

struct word {

char field1 : 3;

char field2 : 6;

char field3 : 3;

};

所有 類型中最長的是 char類型。所以字的大小是char類型長度（即1字節）的'倍數。在linux下size of word的結果是3字節（即char的3倍）。如果只考慮word的三個字段總共12位（3+6+3），需要兩個char的16位即能裝下，但是在linux的gcc實現下，第二個字段不能跨越兩個char（為了對齊），所以三個字段各佔一個字節。共3字節。但 一個字段能否跨越兩個最長類型是由具體的實現決定的。

其次，我們討論word內各個field的存儲，這個和具體的實現有關。有的是從左向右分配的，有的是從右向左分配的。這個沒有規律可言。

最後，對word中的field不能進行取地址操作，這是因為指針需要對齊。但可以對word進行取地址操作。