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  • Linux下C结构体初始化

    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:

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

       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

    复制代码
     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 <stdio.h>
     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
    ", ret);
    41     ret = oper_two.cal_func(oper_two.a, oper_two.b);
    42     printf("oper_two caculate: ret = %d
    ", ret);
    43     ret = oper_three.cal_func(oper_three.a, oper_three.b);
    44     printf("oper_three caculate: ret = %d
    ", ret);
    45     return 0;
    46 }
    复制代码

    测试结果如下图所示:

    5、参考资料

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

    C语言变长数组data[0]【总结】

    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:

     

    复制代码
     1 #include <stdio.h>
     2 #include <stdlib.h>
     3 #include <string.h>
     4 #include <stdint.h>
     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
    ", sizeof(buff_st_1));
    27     printf("sizeof(buff_st_2)=%u
    ", sizeof(buff_st_2));
    28     printf("sizeof(buff_st_3)=%u
    ", 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
    ",
    35         &buff1, &(buff1.data_len), buff1.data);
    36 
    37     printf("buff2 address:%p,buff2.data_len address:%p,buff2.data address:%p
    ",
    38         &buff2, &(buff2.data_len), buff2.data);
    39 
    40     printf("buff3 address:%p,buff3.data_len address:%p,buff3.data address:%p
    ",
    41         &buff3, &(buff3.data_len), buff3.data);
    42 
    43     return 0;
    44 }
    复制代码

    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:

    复制代码
     1 #include <stdio.h>
     2 #include <stdlib.h>
     3 #include <string.h>
     4 #include <stdint.h>
     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
    ", 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
    ",
    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
    ",
    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
    ",
    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 }
    复制代码

    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:

    http://blog.csdn.net/maopig/article/details/7243646

    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。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/alantu2018/p/8465929.html
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