結構體的嵌套問題

結構體的自引用(self reference)，就是在結構體內部，包含指向自身類型結構體的指針。

結構體的相互引用（mutual reference），就是說在多個結構體中，都包含指向其他結構體的指針。

1. 自引用結構體

1.1 不使用typedef時

錯誤的方式：

struct tag_1{
    struct tag_1 A;  
    int value;
};

        這種聲明是錯誤的，因為這種聲明實際上是一個無限循環，成員A是一個結構體，A的內部還會有成員是結構體，依次下去，無線循環。在分配內存的時候，由於無限嵌套，也無法確定這個結構體的長度，所以這種方式是非法的。

正確的方式： （使用指針）

struct tag_1{
    struct tag_1 *A; 
    int value;
};

        由於指針的長度是確定的（在32位機器上指針長度為4），所以編譯器能夠確定該結構體的長度。

1.2 使用typedef 時

錯誤的方式：

typedef struct {
    int value;
    NODE *link; 
} NODE;

　　這里的目的是使用typedef為結構體創建一個別名NODEP。但是這里是錯誤的，因為類型名的作用域是從語句的結尾開始，而在結構體內部是不能使用的，因為還沒定義。

正確的方式：有三種，差別不大，使用哪種都可以。

typedef struct tag_1{
    int value;
    struct tag_1 *link; 
} NODE;


struct tag_2;
typedef struct tag_2 NODE;
struct tag_2{
    int value;
    NODE *link;   
};


struct tag_3{
    int value;
    struct tag_3 *link; 
};
typedef struct tag_3 NODE;

 

2. 相互引用 結構體

錯誤的方式：

typedef struct tag_a{
    int value;
    B *bp; 
} A;

typedef struct tag_b{
    int value;
    A *ap;
} B;

       錯誤的原因和上面一樣，這里類型B在定義之前 就被使用。

　　這里補充一點，如果是在tag_b 里直接用A定義*ap是可以的，而且這里也可直接用ap而不是指針的形式。這是因為tag_a在tag_b之前定義的，所以可以。但是上面的tag_a里面聲明B就不可以了。

正確的方式：（使用“不完全聲明”）

struct tag_a{
    struct tag_b *bp; 
    int value;
};
struct tag_b{
    struct tag_a *ap;
    int value;
};
typedef struct tag_a A;
typedef struct tag_b B;



struct tag_a;  
struct tag_b;
typedef struct tag_a A;
typedef struct tag_b B;
struct tag_a{
    struct tag_b *bp; 
    int value;
};
struct tag_b{
    struct tag_a *ap;
    int value;
};

 

嵌套結構體時應注意：

結構體的自引用中，如下這種情況是非法的
struct s_ref {
 int a;
 struct s_ref b;
 char c;
};
因為結構體內部又包含自身結構體類型b，這個長度不能確定，只能向下再查找，又包含自身結構體類型b，又再向下查找，如此循環，類似於永無出口的遞歸調用，是非法的。

但很多時候，的確需要使用到自引用，有個技巧，如下：
struct s_ref {
 int a;
 struct s_ref *b;  //注意這句與上面相同位置的區別
 char c;
};
這是合法的，因為此處是定義了一個指向結構體的指針，指針的大小在具體的機器平台和編譯器環境中都是已知的（即使不同的平台環境的定義不完全相同）。所以不會導致上述的遞歸死循環。是合法和可行的。但是要提醒的是：這個指針看似指向自身，其實不是，而是指向同一類型的不同結構。
鏈表和樹的數據結構就都使用到此技巧。自身的結構體指針指向下一節點或者下一子樹的地址。

這里有一種情況值得注意：
typedef struct {   //這里是結構體類型定義
 int a;
 s_ref *b;  //注意這句引用了結構體類型名
 char c;
}s_ref ;
這個結構體類型定義是為了定義類型名s_ref，但卻失敗了。因為結構體中就引用了結構類型名，而此時還沒定義類型名。
可以改為如下：
typedef struct s_ref_t{   //這里是結構體類型定義和結構體標簽
 int a;
 struct s_ref_t *b;  //注意這句與上面相同位置的區別,使用了標簽
 char c;
}s_ref ;

看到上面這段，瞬間秒懂，謝博主~