Linux下C結構體初始化


1、前言

  今天在公司看一同事寫的代碼,代碼中用到了struct,初始化一個struct用的是亂序格式,如下代碼所示:

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

   通常初始化一個結構體的方式是按序初始化,形如:data_t data={10,20}。感覺很好奇,如是上網百度一下,發現linux下struct初始化可以采用順序和亂序兩種方式,而亂序又有兩種不同的形式。本文總結一下struct兩種初始化方式的優缺點,並給出完整的測試程序。

2、順序初始化

  教科書上講C語言結構體初始化是按照順序方式來講的,沒有涉及到亂序的方式。順序初始化struct必須要按照成員的順序進行,缺一不可,如果結構體比較大,很容易出現錯誤,而且表現形式不直觀,不能一眼看出各個struct各個數據成員的值。

3、亂序初始化

  亂序初始化是C99標准新加的,比較直觀的一種初始化方式。相比順序初始化而言,亂序初始化就如其名,成員可以不按照順序初始化,而且可以只初始化部分成員,擴展性較好。linux內核中采用這種方式初始化struct。

  亂序初始化有兩種方式,一種是用點(.)符號,一種是用冒號(:)。方式1是C99標准,方式2是GCC的擴展,強烈建議使用第一種方式。

4、測試程序

復制代碼
 1 /*********************************  2  * linux下C語言結構體初始化方法  3  * @author Anker @date:2014/02/11  4  * *******************************/  5  6 #include <stdio.h>  7  8 //函數指針  9 typedef int (*caculate_cb)(int a, int b); 10 //結構體定義 11 typedef struct _oper { 12 int a; 13 int b; 14  caculate_cb cal_func; 15 } oper; 16 //加法函數定義 17 int add(int a, int b) 18 { 19 return (a+b); 20 } 21 22 int main() 23 { 24 int ret = 0; 25 //順序初始化結構體1 26 oper oper_one = {10, 20, add}; 27 //亂序初始化結構體2 28 oper oper_two = { 29 .b = 30, 30 .a = 20, 31 .cal_func = &add, 32  }; 33 //亂序初始化結構體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 }
復制代碼

測試結果如下圖所示:

5、參考資料

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

 

 

C語言變長數組data[0]【總結】

1、前言

  

  今天在看代碼中遇到一個結構中包含char data[0],第一次見到時感覺很奇怪,數組的長度怎么可以為零呢?於是上網搜索一下這樣的用法的目的,發現在linux內核中,結構體中經常用到data[0]。這樣設計的目的是讓數組長度是可變的,根據需要進行分配。方便操作,節省空間。

2、data[0]結構

經常遇到的結構形狀如下:

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

  在這個結構中,data是一個數組名;但該數組沒有元素;該數組的真實地址緊隨結構體buffer之后,而這個地址就是結構體后面數據的地址(如果給這個結構體分配的內容大於這個結構體實際大小,后面多余的部分就是這個data的內容);這種聲明方法可以巧妙的實現C語言里的數組擴展。

  

  寫個程序對比char data[0],char *data, char data[],如下所示:

 

復制代碼
 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\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 }
復制代碼

從結果可以看出data[0]和data[]不占用空間,且地址緊跟在結構后面,而char *data作為指針,占用4個字節,地址不在結構之后。

3、實際當中的用法

     在實際程序中,數據的長度很多是未知的,這樣通過變長的數組可以方便的節省空間。對指針操作,方便數據類型的轉換。測試程序如下:

復制代碼
 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\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 }
復制代碼

程序執行結果如下:


  采用char *data,需要進行二次分配,操作比較麻煩,很容易造成內存泄漏。而直接采用變長的數組,只需要分配一次,然后進行取值即可以。

 

參考資料:

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

 

char data[0]用法總結

struct MyData
{
    int nLen;
    char data[0];
};         開始沒有理解紅色部分的內容,上網搜索下,發現用處很大,記錄下來。
        
         在結構中,data是一個數組名;但該數組沒有元素;該數組的真實地址緊隨結構體MyData之后,而這個地址就是結構體后面數據的地址(如果給這個結構體分配的內容大於這個結構體實際大小,后面多余的部分就是這個data的內容);這種聲明方法可以巧妙的實現C語言里的數組擴展。
         實際用時采取這樣:
         struct MyData *p = (struct MyData *)malloc(sizeof(struct MyData )+strlen(str))
         這樣就可以通過p->data 來操作這個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;
}
         輸出:
Size of MyData: 4
myData's Data is: 123456789        
由於數組沒有元素,該數組在該結構體中分配占用空間,所以sizeof(struct Mydata) = 4。
         malloc申請的是14個字節的連續空間,它返回一個指針指向這14個字節,強制轉換成struct INFO的時候,前面4個字節被認為是Mydata結構,后面的部分拷貝了“123456789”的內容。

 

在讀程序中經常會看到這樣的定義char data[0],這是一個什么樣的用法,有什么好處,在哪些地方用到?

本文的主要目的就是闡明這個定義的作用,以及適用范圍,這需要對指針的概念和操作系統的內存模型有一個情形的認識。

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;

}

程序的執行結果是:4。整數i就占了4個字節,這表明data沒有占用空間。data是一個數組名;該數組沒有元素;該數組的真實地址緊隨結構體Info之后;這種聲明方法可以巧妙的實現C語言里的數組擴展。

記住上面的結構體不同於:

typedef struct _Info

{

    int i;

    char* data;

}Info;

這個結構體占用8個字節的空間,因為指針類型要占用4個字節的空間。

再看一個例子:

#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;

}

程序的執行結果見下圖:

可知,data的地址是緊隨結構體之后的。


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