1 //假设硬件平台是intel x86(little endian) 2 3 typedef unsigned int uint32_t; 4 void inet_ntoa(uint32_t in) 5 { 6 char b[18]; 7 register char *p; 8 p = (char *)∈ 9 #define UC(b) (((int)b)&0xff) 10 sprintf(b, "%d.%d.%d.%d/n", UC(p[0]), UC(p[1]), UC(p[2]), UC(p[3])); 11 printf(b); 12 } 13 int main() 14 { 15 inet_ntoa(0x12345678); 16 inet_ntoa(0x87654321); 17 }
有点难度的一道题目，其实理解的也很简单。
位域(Bit-fields)分析
位域是c++和c里面都有的一个概念，但是位域有一点要注意的有很多问题我们一样样的看：
大端和小端字节序
这个很简单，就是起始点该怎么确定。
先看一个程序：
1 union { 2 struct 3 { 4 unsigned char a1:2; 5 unsigned char a2:3; 6 unsigned char a3:3; 7 }x; 8 unsigned char b; 9 }d; 10 int main(int argc, char* argv[]) 11 { 12 d.b = 100; 13 return 0; 14 }
那么x的a1，a2，a3该怎么分配值，100的二进制是：0110 0100，那么a1到a3是不是就是依次取值恩？
不是！
我们先看看100分配位的低端是左边的0还是右边的0？很明显是右边的0，那么我们再看a1到a3的分配是从低端到高端的
那么，对应的应该是
<<<<<<－－内存增大
a3 a2 a1
011 001 00
内存增大之所以这么写是因为，011是在高位！
而不是通常认为的的：
a1 a2 a3
011 001 00
还有一个情况多见就是一个二进制的数字转化为点分十进制数值，如何进行，这里涉及到大端还是小端的问题，上面没有涉及，主要是因为上面是一个字节，没有这个问题，多个字节就有大端和小端的问题了，或许我们应该记住这一点就是,在我们的计算机上面,大端和小端都是以字节为准的,当然严格来说更应该以位为准不是吗?具体可以参考维基百科上面的一篇文章,他给出了一个以位为准的大小端序的图:
http://en.wikipedia.org/wiki/Endianess
下面研究字节为单位的大小端序,继续看代码吧,如下：
1 int main(int argc, char* argv[]) 2 { 3 int a = 0x12345678; 4 char *p = (char *)&a; 5 char str[20]; 6 sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]); 7 printf(str); 8 return 0; 9 }
这个程序假设是小端字节序，那么结果是什么？
我们看看应该怎么放置呢？
每个字节8位，0x12345678分成4个字节，就是从高位字节到低位字节：12，34，56，78，那么这里该怎么放？如下：
－－－－>>>>>>内存增大
78 56 34 12
因为这个是小端，那么小内存对应低位字节，就是上面的结构。
接下来的问题又有点迷糊了，就是p怎么指向，是不是指向0x12345678的开头－－12处？不是！12是我们所谓的开头，但是不是内存
的开始处，我们看看内存的分布，我们如果了解p[0]到p[1]的操作是&p[0]+1,就知道了，p[1]地址比p[0]地址大，也就是说p的地址
也是随内存递增的！
12 ^ p[3]
|
34 | p[2]
|
56 | p[1]
|
78 | p[0]
内存随着箭头增大！同时小端存储也是低位到高位在内存中的增加！
这样我们知道了内存怎么分布了
那么：
sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]);
str就是这个结果了：
120.86.52.18
那么反过来呢？
1 int main(int argc, char* argv[]) 2 { 3 int a = 0x87654321; 4 char *p = (char *)&a; 5 char str[20]; 6 sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]); 7 printf(str); 8 return 0; 9 }
依旧是小端，8位是一个字节那么就是这样的啦：
87 ^ p[3]
|
65 | p[2]
|
43 | p[1]
|
21 | p[0]
结果是：
33.67.101.-121
为什么是负的？因为系统默认的char是有符号的，本来是0x87也就是135，大于127因此就减去256得到-121
那么要正的该怎么的弄？
如下就是了：
1 int main(int argc, char* argv[]) 2 { 3 int a = 0x87654321; 4 unsigned char *p = (unsigned char *)&a; 5 char str[20]; 6 sprintf(str,"%d.%d.%d.%d", p[0], p[1], p[2], p[3]); 7 printf(str); 8 return 0; 9 }
用无符号的！
结果：
33.67.101.135
位域的符号（正负）
看完大端和小端以后，再看看位域的取值的问题，上面我们谈到了一些，首先就是位域是按照位来取值的跟我们的int是32位char是8
位一样，很简单，但是，要注意一点就是位域也有正负，指有符号属性的，就是最高位表示的，也会涉及到补码这个一般被认为非常
恶心的东西，看看程序吧：
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 int main(int argc, char** argv) 5 { 6 union 7 { 8 struct 9 { 10 unsigned char a:1; 11 unsigned char b:2; 12 unsigned char c:3; 13 }d; 14 unsigned char e; 15 } f; 16 f.e = 1; 17 printf("%d/n",f.d.a); 18 return 0; 19 }
<小端>
那么输出是什么？
换一下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 int main(int argc, char** argv) 5 { 6 union 7 { 8 struct 9 { 10 char a:1; 11 char b:2; 12 char c:3; 13 }d; 14 char e; 15 } f; 16 f.e = 1; 17 printf("%d/n",f.d.a); 18 return 0; 19 }
输出又是什么？
小端的话，那么，再d.a上面分得1，而这个是无符号的char，那么前者输出是1，没有问题，第二个输出是－1，哈哈。
为什么？
第二个是无符号的，就一个位分得1，那么就是最高位分得1，就是负数，负数用的补码，实际的值是取反加1，就是0+1＝1，再取符
号负数，就是－1.
整型提升
最后的打印是用的%d，那么就是对应的int的打印，这里的位域肯定要提升，这里有一点，不管是提升到有符号还是无符号，都是自
己的符号位来补充，而不改变值的大小(这里说的不改变值大小是用相同的符号属性来读取)，负数前面都补充1，正数都是用0来补充
，而且也只有这样才能保证值不变，比如，char提升到int就是前面补充24个char的最高位，比如：
char c = 0xf0; int p = c; printf("%d %d/n",c,p);
输出：-16 -16
p实际上就是0xfffffff0,是负数因此就是取反加1得到
c是一个负数那么转化到x的时候就是最高位都用1来代替，得到的数不会改变值大小的。
再看：
char c = 0xf0; unsigned int x = c; printf("%u/n",x);
得到的结果是4294967280，也就是0xfffffff0,记住，无符号用%u来打印。
地址不可取
最后说的一点就是位域是一个字节单元里面的一段，是没有地址的！
1 struct BitField 2 { 3 unsigned char a:2; //最低位; 4 unsigned char b:3; 5 unsigned char c:3; //最高位; 6 }; 7 union Union 8 { 9 struct BitField bf; 10 unsigned int n; 11 }; 12 union Union ubf; 13 ubf.n = 0; //初始化; 14 ubf.bf.a = 0; //二进制为: 000 15 ubf.bf.b = 0; //二进制为: 000 16 ubf.bf.c = 1; //二进制为: 001 17 printf("ubf.bf.n = %u ", ubf.n);
1 #include <iostream> 2 #include <memory.h> 3 using namespace std; 4 struct A 5 { 6 int a:5; 7 int b:3; 8 }; 9 int main(void) 10 { 11 char str[100] = "0134324324afsadfsdlfjlsdjfl"; 12 struct A d; 13 memcpy(&d, str, sizeof(A)); 14 cout << d.a << endl; 15 cout << d.b << endl; 16 return 0; 17 }
在32位x86机器上输出：
高位 00110100 00110011 00110001 00110000 低位
'4' '3' '1' '0'
其中d.a和d.b占用d低位一个字节（00110000）,d.a : 10000, d.b : 001
解析：在默认情况下，为了方便对结构体内元素的访问和管理，当结构体内的元素长 度都小于处理器的位数的时候，便以结构体里面最长的元素为对其单位，即结构体的长度一定是最长的数据元素的整数倍；如果有结构体内存长度大于处理器位数的 元素，那么就以处理器的位数为对齐单元。由于是32位处理器，而且结构体中a和b元素类型均为int（也是4个字节），所以结构体的A占用内存为4个字 节。
上例程序中定义了位域结构A，两个个位域为a（占用5位），b（占用3位），所以a和b总共占用了结构A一个字节（低位的一个字节）。
当程序运行到14行时，d内存分配情况：
高位 00110100 00110011 00110001 00110000 低位
'4' '3' '1' '0'
其中d.a和d.b占用d低位一个字节（00110000）,d.a : 10000, d.b : 001
d.a内存中二进制表示为10000，由于d.a为有符号的整型变量，输出时要对符号位进行扩展，所以结果为-16（二进制为11111111111111111111111111110000）
d.b内存中二进制表示为001，由于d.b为有符号的整型变量，输出时要对符号位进行扩展，所以结果为1（二进制为00000000000000000000000000000001）
1 2 3 #include "stdio.h" 4 5 void main(int argn ,char *argv) 6 { 7 struct test { 8 unsigned a:10; 9 unsigned b:10; 10 unsigned c:6; 11 unsigned :2;//this two bytes can't use 12 unsigned d:4; 13 }data,*pData; 14 data.a=0x177; 15 data.b=0x111; 16 data.c=0x7; 17 data.d=0x8; 18 19 pData=&data; 20 printf("data.a=%x data.b= %x data.c=%x data.d=%xn",pData->a,pData->b,pData->c,pData->d);//位域可以使用指针 21 22 printf("sizeof(data)=%dn",sizeof(data)); //4 bytes ，最常用的情况 23 24 struct testLen{ 25 char a:5; 26 char b:5; 27 char c:5; 28 char d:5; 29 char e:5; 30 }len; 31 32 printf("sizeof(len)=%dn",sizeof(len)); //5bytes 规则2 33 34 struct testLen1{ 35 char a:5; 36 char b:2; 37 char d:3; 38 char c:2; 39 char e:7; 40 }len1; 41 printf("sizeof(len1) =%dn",sizeof(len1)); //3bytes 规则1 42 43 struct testLen2{ 44 char a:2; 45 char :3; 46 char b:7; 47 long d:20; //4bytes 48 char e:4; 49 }len2; 50 printf("sizeof(len2)=%dn",sizeof(len2)); //12 规则3，4,5，总长为4的整数倍，2+3 占1byte，b占1bye 由于与long对其，2+3+7 占4字节，后面 d 与 e进行了优化 占一个4字节 51 52 53 struct testLen3{ 54 char a:2; 55 char :3; 56 char b:7; 57 long d:30; 58 char e:4; 59 }len3; 60 printf("sizeof(len3)=%dn",sizeof(len3));//12 规则3，4，5，总长为4的整数倍，2+3 占1byte，b占1bye 由于与long对其，2+3+7 占4字节，后面 d占一个4字节，为了保证与long对其e独占一个4字节 61 }