解析C語言中位欄位記憶體配置的問題

C語言的位欄位是個比較有意思的特性。它的目的是在一個機器字中儲存多個對象（每個對象佔據若干bit），從而節省記憶體資源，同時又避免複雜的位元運算。在此不再討論位欄位的具體文法，下面將研究位欄位的儲存特性。

先說含有多個欄位（field）的字（word）所佔空間的規律——含有多個欄位的字的大小是所有欄位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（即一個欄位能否跨越兩個最長類型）。

例1：

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

前兩個欄位都是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位元組）的倍數。而size of word的結果是4位元組（即int的1倍），這是因為word的三個欄位總共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位元組）的倍數。而size of word的結果是8位元組（即int的2倍），這是因為word的三個欄位總共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位元組）的倍數。在linux下size of word的結果是3位元組（即char的3倍）。如果只考慮word的三個欄位總共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，第二個欄位不能跨越兩個char（為了對齊），所以三個欄位各佔一個位元組。共3位元組。但 一個欄位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的儲存，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，這是因為指標需要對齊。但可以對word進行取地址操作。