水滴石穿之C语言的底层操作.docVIP

水滴石穿之C语言的底层操作 概述C语言的内存模型基本上对应了现在von Neumann（冯·诺伊曼）计算机的实际存储模型，很好的达到了对机器的映射，这是C/C++适合做底层开发的主要原因，另外，C语言适合做底层开发还有另外一个原因，那就是C语言对底层操作做了很多的的支持，提供了很多比较底层的功能。　　下面结合问题分别进行阐述。　　问题：移位操作　　在运用移位操作符时，有两个问题必须要清楚：　　(1)、在右移操作中，腾空位是填 0 还是符号位；　　(2)、什么数可以作移位的位数。　　答案与分析：　　和是指将变量中的每一位向右或向左移动, 其通常形式为:　　右移: 变量名移位的位数　　左移: 变量名移位的位数　　经过移位后, 一端的位被挤掉,而另一端空出的位以0 填补,在C语言中的移位不是循环移动的。　　(1) 第一个问题的答案很简单，但要根据不同的情况而定。如果被移位的是无符号数，则填 0 。如果是有符号数，那么可能填 0 或符号位。如果你想解决右移操作中腾空位的填充问题，就把变量声明为无符号型，这样腾空位会被置 0。　　(2) 第二个问题的答案也很简单：如果移动 n 位，那么移位的位数要不小于 0 ，并且一定要小于 n 。这样就不会在一次操作中把所有数据都移走。　　比如，如果整型数据占 32 位，n 是一整型数据，则 n 31 和 n 0 都合法，而 n 32 和 n -1 都不合法。　　注意即使腾空位填符号位，有符号整数的右移也不相当与除以 。为了证明这一点，我们可以想一下 -1 1 不可能为 0 。　　问题：位段结构 strUCt RPR_ATD_TLV_HEADER{ULONG res1:6;ULONG type:10;ULONG res1:6;ULONG length:10;}; 位段结构是一种特殊的结构, 在需按位访问一个字节或字的多个位时, 位结构比按位运算符更加方便。　　位结构定义的一般形式为: struct位结构名{　数据类型 变量名: 整型常数;　数据类型 变量名: 整型常数;} 位结构变量;　　其中: 整型常数必须是非负的整数, 范围是0~15, 表示二进制位的个数, 即表示有多少位。　　变量名是选择项, 可以不命名, 这样规定是为了排列需要。　　例如: 下面定义了一个位结构。 struct{　unsigned incon: 8; /*incon占用低字节的0~7共8位*/　unsigned txcolor: 4;/*txcolor占用高字节的0~3位共4位*/　unsigned bgcolor: 3;/*bgcolor占用高字节的4~6位共3位*/　unsigned blink: 1; /*blink占用高字节的第7位*/}ch;  位结构成员的访问与结构成员的访问相同。　　例如: 访问上例位结构中的bgcolor成员可写成: ch.bgcolor 位结构成员可以与其它结构成员一起使用。 按位访问与设置，方便节省　　例如: struct info{　char name[8];　int age;　struct addr address;　float pay;　unsigned state: 1;　unsigned pay: 1;}workers;  上例的结构定义了关于一个工从的信息。其中有两个位结构成员, 每个位结构成员只有一位, 因此只占一个字节但保存了两个信息, 该字节中第一位表示工人的状态, 第二位表示工资是否已发放。由此可见使用位结构可以节省存贮空间。　　注意不要超过值限制　　问题：字节对齐　　我在使用VC编程的过程中，有一次调用DLL中定义的结构时，发觉结构都乱掉了，完全不能读取正确的值，后来发现这是因为DLL和调用程序使用的字节对齐选项不同，那么我想问一下，字节对齐究竟是怎么一回事？　　答案与分析：　　关于字节对齐：　　1、 当不同的结构使用不同的字节对齐定义时，可能导致它们之间交互变得很困难。　　2、 在跨CPU进行通信时，可以使用字节对齐来保证唯一性，诸如通讯协议、写驱动程序时候寄存器的结构等。　 　三种对齐方式：　　1、 自然对齐方式（Natural Alignment）：与该数据类型的大小相等。　　2、 指定对齐方式 ： #pragma pack(8) //指定Align为 8； #pragma pack() //恢复到原先值　　3、 实际对齐方式： Actual Align = min ( Order Align, Natual