C++中的位域（bit-filed）:一种节省空间的成员

转载自：http://www.cppblog.com/suiaiguo/archive/2009/07/16/90211.html

有一种被称为位域（bit-field） 的特殊的类数据成员，它可以被声明用来存放特定数目的位。位域必须是有序数据类型。它可以有符号也可以无符号。例如：

class File {
// 
unsigned int modified : 1; // 位域 (bit-field)
};

位域标识符后面跟有一个冒号，然后是一个常量表达式指定位数。例如modified
是一个只有一位构成的位域。
   在类体中相邻定义的位域，如果可能的话，它们会被放在同一个整数的连续位中，并以此提供空间压缩。例如，在下列声明中5
个位域被存储在单个unsigned int 中，它首先与位域mode 相关联。

typedef unsigned int Bit;
class File {
public:
Bit mode: 2;
Bit modified: 1;
Bit prot_owner: 3;
Bit prot_group: 3;
Bit prot_world: 3;
// 
};

位域在内存中的位置是从低位向高位放置的，比如mode在Bit的最低两位（二进制数0b0000000000000011中两个1的位置）。
   对于位域的访问方式与其他类数据成员相同。例如，类的私有位域只能在类的成员函数和友元中被访问：

void File::write()
{
modified = 1;
// 
}
void File::close()
{
if ( modified )
//  内容从略
}

下面的例子说明了怎样使用大于1 位的位域

enum { READ = 01, WRITE = 02 }; // 文件模式
int main() {
File myFile;
myFile.mode |= READ;
if ( myFile.mode & READ )
cout << "myFile.mode is set to READ
";
}

通常情况下我们会定义一组inline 成员函数，来测试每个位域成员的值。例如，类File可以定义成员isRead()和isWrite()

inline int File::isRead() { return mode & READ; }
inline int File::isWrite() { return mode & WRITE; }
if ( myFile.isRead() ) /**//*  */

有了这些成员函数，现在位域可以被声明为类File 的私有成员。
   由于取地址操作符&
不能被应用在位域上，所以也没有能指向类的位域的指针。位域也不能是类的静态成员。
   C++标准库提供了一个bitset
类模板，它可以辅助操纵位的集合。在可能的情况下应尽可能使用它来取代位域。