解析C语言中位字段内存分配的问题

C语言的位字段是个比较有意思的特性。它的目的是在一个机器字中保存多个对象（每个对象占据若干bit），从而节省内存资源，同时又避免复杂的位运算。在此不再讨论位字段的具体语法，下面将研究位字段的存储特性。

先说含有多个字段（field）的字（word）所占空间的规律——含有多个字段的字的大小是所有字段的类型中的最长的那个的倍数。但要确定究竟是最长类型的几倍则比较复杂，这要看是否需要考虑类型对齐问题（即一个字段能否跨越两个最长类型）。

例1：

structword{
char field1:1;
char field2:2;
int    field3:4;
};

前两个字段都是char类型，第三个是int类型，所有类型中最长的是int类型。所以字的大小是int类型长度（即4字节）的倍数。而sizeofword的结果是4字节（即int的1倍），这是因为word的三个字段总共7位（1+2+4），小于int的32位，且不需考虑类型对齐问题。

例2：

structword{
char field1:1;
char field2:2;
int    field3:30;
};

与上例一样，所有类型中最长的是int类型。所以字的大小是int类型长度（即4字节）的倍数。而sizeofword的结果是8字节（即int的2倍），这是因为word的三个字段总共33位（1+2+30），需要两个int的64位才能装下，且不需考虑类型对齐问题。

例3：

structword{
char field1:3;
char field2:6;
char field3:3;
};

所有类型中最长的是char类型。所以字的大小是char类型长度（即1字节）的倍数。在linux下sizeofword的结果是3字节（即char的3倍）。如果只考虑word的三个字段总共12位（3+6+3），需要两个char的16位即能装下，但是在linux的gcc实现下，第二个字段不能跨越两个char（为了对齐），所以三个字段各占一个字节。共3字节。但一个字段能否跨越两个最长类型是由具体的实现决定的。

其次，我们讨论word内各个field的存储，这个和具体的实现有关。有的是从左向右分配的，有的是从右向左分配的。这个没有规律可言。

最后，对word中的field不能进行取地址操作，这是因为指针需要对齐。但可以对word进行取地址操作。