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Linux下C结构体初始化
阅读量:7057 次
发布时间:2019-06-28

本文共 7116 字,大约阅读时间需要 23 分钟。

1、前言

  今天在公司看一同事写的代码,代码中用到了struct,初始化一个struct用的是乱序格式,如下代码所示:

typedef struct _data_t {    int a; int b; }data_t; data_t data = { .a = 10, .b = 20, };

   通常初始化一个结构体的方式是按序初始化,形如:data_t data={10,20}。感觉很好奇,如是上网百度一下,发现linux下struct初始化可以采用顺序和乱序两种方式,而乱序又有两种不同的形式。本文总结一下struct两种初始化方式的优缺点,并给出完整的测试程序。

2、顺序初始化

  教科书上讲C语言结构体初始化是按照顺序方式来讲的,没有涉及到乱序的方式。顺序初始化struct必须要按照成员的顺序进行,缺一不可,如果结构体比较大,很容易出现错误,而且表现形式不直观,不能一眼看出各个struct各个数据成员的值。

3、乱序初始化

  乱序初始化是C99标准新加的,比较直观的一种初始化方式。相比顺序初始化而言,乱序初始化就如其名,成员可以不按照顺序初始化,而且可以只初始化部分成员,扩展性较好。linux内核中采用这种方式初始化struct。

  乱序初始化有两种方式,一种是用点(.)符号,一种是用冒号(:)。方式1是C99标准,方式2是GCC的扩展,强烈建议使用第一种方式。

4、测试程序

1 /********************************* 2 * linux下C语言结构体初始化方法 3 * @author Anker @date:2014/02/11 4 * *******************************/ 5 6 #include 
7 8 //函数指针 9 typedef int (*caculate_cb)(int a, int b); 10 //结构体定义 11 typedef struct _oper { 12 int a; 13 int b; 14 caculate_cb cal_func; 15 } oper; 16 //加法函数定义 17 int add(int a, int b) 18 { 19 return (a+b); 20 } 21 22 int main() 23 { 24 int ret = 0; 25 //顺序初始化结构体1 26 oper oper_one = { 10, 20, add}; 27 //乱序初始化结构体2 28 oper oper_two = { 29 .b = 30, 30 .a = 20, 31 .cal_func = &add, 32 }; 33 //乱序初始化结构体3 34 oper oper_three = { 35 cal_func:&add, 36 a:40, 37 b:20, 38 }; 39 ret = oper_one.cal_func(oper_one.a, oper_one.b); 40 printf("oper_one caculate: ret = %d\n", ret); 41 ret = oper_two.cal_func(oper_two.a, oper_two.b); 42 printf("oper_two caculate: ret = %d\n", ret); 43 ret = oper_three.cal_func(oper_three.a, oper_three.b); 44 printf("oper_three caculate: ret = %d\n", ret); 45 return 0; 46 }

测试结果如下图所示:

5、参考资料

http://blog.csdn.net/adaptiver/article/details/7494081

 

 

1、前言

  

  今天在看代码中遇到一个结构中包含char data[0],第一次见到时感觉很奇怪,数组的长度怎么可以为零呢?于是上网搜索一下这样的用法的目的,发现在linux内核中,结构体中经常用到data[0]。这样设计的目的是让数组长度是可变的,根据需要进行分配。方便操作,节省空间。

2、data[0]结构

经常遇到的结构形状如下:

struct buffer{    int data_len;   //长度 char data[0]; //起始地址 };

  在这个结构中,data是一个数组名;但该数组没有元素;该数组的真实地址紧随结构体buffer之后,而这个地址就是结构体后面数据的地址(如果给这个结构体分配的内容大于这个结构体实际大小,后面多余的部分就是这个data的内容);这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。

  

  写个程序对比char data[0],char *data, char data[],如下所示:

 

1 #include 
2 #include
3 #include
4 #include
5 6 typedef struct 7 { 8 int data_len; 9 char data[0]; 10 }buff_st_1; 11 12 typedef struct 13 { 14 int data_len; 15 char *data; 16 }buff_st_2; 17 18 typedef struct 19 { 20 int data_len; 21 char data[]; 22 }buff_st_3; 23 24 int main() 25 { 26 printf("sizeof(buff_st_1)=%u\n", sizeof(buff_st_1)); 27 printf("sizeof(buff_st_2)=%u\n", sizeof(buff_st_2)); 28 printf("sizeof(buff_st_3)=%u\n", sizeof(buff_st_3)); 29 30 buff_st_1 buff1; 31 buff_st_2 buff2; 32 buff_st_3 buff3; 33 34 printf("buff1 address:%p,buff1.data_len address:%p,buff1.data address:%p\n", 35 &buff1, &(buff1.data_len), buff1.data); 36 37 printf("buff2 address:%p,buff2.data_len address:%p,buff2.data address:%p\n", 38 &buff2, &(buff2.data_len), buff2.data); 39 40 printf("buff3 address:%p,buff3.data_len address:%p,buff3.data address:%p\n", 41 &buff3, &(buff3.data_len), buff3.data); 42 43 return 0; 44 }

从结果可以看出data[0]和data[]不占用空间,且地址紧跟在结构后面,而char *data作为指针,占用4个字节,地址不在结构之后。

3、实际当中的用法

     在实际程序中,数据的长度很多是未知的,这样通过变长的数组可以方便的节省空间。对指针操作,方便数据类型的转换。测试程序如下:

1 #include 
2 #include
3 #include
4 #include
5 6 typedef struct 7 { 8 int data_len; 9 char data[0]; 10 }buff_st_1; 11 12 typedef struct 13 { 14 int data_len; 15 char *data; 16 }buff_st_2; 17 18 typedef struct 19 { 20 int data_len; 21 char data[]; 22 }buff_st_3; 23 24 typedef struct 25 { 26 uint32_t id; 27 uint32_t age; 28 }student_st; 29 30 31 void print_stu(const student_st *stu) 32 { 33 printf("id:%u,age:%u\n", stu->id, stu->age); 34 } 35 36 int main() 37 { 38 student_st *stu = (student_st *)malloc(sizeof(student_st)); 39 stu->id = 100; 40 stu->age = 23; 41 42 student_st *tmp = NULL; 43 44 buff_st_1 *buff1 = (buff_st_1 *)malloc(sizeof(buff_st_1) + sizeof(student_st)); 45 buff1->data_len = sizeof(student_st); 46 memcpy(buff1->data, stu, buff1->data_len); 47 printf("buff1 address:%p,buff1->data_len address:%p,buff1->data address:%p\n", 48 buff1, &(buff1->data_len), buff1->data); 49 50 tmp = (student_st*)buff1->data; 51 print_stu(tmp); 52 53 buff_st_2 *buff2 = (buff_st_2 *)malloc(sizeof(buff_st_2)); 54 buff2->data_len = sizeof(student_st); 55 buff2->data = (char *)malloc(buff2->data_len); 56 memcpy(buff2->data, stu, buff2->data_len); 57 printf("buff2 address:%p,buff2->data_len address:%p,buff2->data address:%p\n", 58 buff2, &(buff2->data_len), buff2->data); 59 60 tmp = (student_st *)buff2->data; 61 print_stu(tmp); 62 63 buff_st_3 *buff3 = (buff_st_3 *)malloc(sizeof(buff_st_3) + sizeof(student_st)); 64 buff3->data_len = sizeof(student_st); 65 memcpy(buff3->data, stu, buff3->data_len); 66 printf("buff3 address:%p,buff3->data_len address:%p,buff3->data address:%p\n", 67 buff3, &(buff3->data_len), buff3->data); 68 69 tmp = (student_st*)buff1->data; 70 print_stu(tmp); 71 72 free(buff1); 73 74 free(buff2->data); 75 free(buff2); 76 77 free(buff3); 78 free(stu); 79 return 0; 80 }

程序执行结果如下:

  采用char *data,需要进行二次分配,操作比较麻烦,很容易造成内存泄漏。而直接采用变长的数组,只需要分配一次,然后进行取值即可以。

 

参考资料:

 

char data[0]用法总结

struct MyData

{
    int nLen;
    char data[0];
};         开始没有理解红色部分的内容,上网搜索下,发现用处很大,记录下来。
        
         在结构中,data是一个数组名;但该数组没有元素;该数组的真实地址紧随结构体MyData之后,而这个地址就是结构体后面数据的地址(如果给这个结构体分配的内容大于这个结构体实际大小,后面多余的部分就是这个data的内容);这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。
         实际用时采取这样:
         struct MyData *p = (struct MyData *)malloc(sizeof(struct MyData )+strlen(str))
         这样就可以通过p->data 来操作这个str。

         示例:

#include <iostream>

using namespace std;

struct MyData

{
    int nLen;
    char data[0];
};

int main()

{
    int nLen = 10;
    char str[10] = "123456789";

    cout << "Size of MyData: " << sizeof(MyData) << endl;

    MyData *myData = (MyData*)malloc(sizeof(MyData) + 10);

    memcpy(myData->data,  str, 10);

    cout << "myData's Data is: " << myData->data << endl;

    free(myData);

    return 0;

}
         输出:
Size of MyData: 4
myData's Data is: 123456789        
由于数组没有元素,该数组在该结构体中分配占用空间,所以sizeof(struct Mydata) = 4。
         malloc申请的是14个字节的连续空间,它返回一个指针指向这14个字节,强制转换成struct INFO的时候,前面4个字节被认为是Mydata结构,后面的部分拷贝了“123456789”的内容。

 

在读程序中经常会看到这样的定义char data[0],这是一个什么样的用法,有什么好处,在哪些地方用到?

本文的主要目的就是阐明这个定义的作用,以及适用范围,这需要对指针的概念和操作系统的内存模型有一个情形的认识。

首先看一段程序:

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

 

typedef struct _Info

{

    int i;

    char data[0];

}Info;

 

int main(int argc, char* argv[])

{

    printf("%d/n",sizeof(Info));

    return 0;

}

程序的执行结果是:4。整数i就占了4个字节,这表明data没有占用空间。data是一个数组名;该数组没有元素;该数组的真实地址紧随结构体Info之后;这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。

记住上面的结构体不同于:

typedef struct _Info

{

    int i;

    char* data;

}Info;

这个结构体占用8个字节的空间,因为指针类型要占用4个字节的空间。

再看一个例子:

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

 

typedef struct _Info

{

    int i;

    char data[0];

}Info;

 

int main(int argc, char* argv[])

{

    char buf[10] = "123456789";

    void* p = NULL;

 

    printf("%d/n",sizeof(Info));

   

    Info* info = (Info*)malloc(sizeof(Info) + 10);

    p = (void*)info->data;

    printf("addr of info is %p. addr of data is %p ./n", info, p);

   

    strcpy((char*)p, buf);

    printf("%s/n", (char*)p);

 

    return 0;

}

程序的执行结果见下图:

可知,data的地址是紧随结构体之后的。

转载于:https://www.cnblogs.com/alantu2018/p/8465929.html

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