C中以NULL结尾的结构类型数组答案

【问题标题】：NULL-terminated array of struct types in CC中以NULL结尾的结构类型数组
【发布时间】：2014-05-09 06:51:39
【问题描述】：

我正在尝试构建一个以 NULL 结尾的结构数组

这里是代码：lzdata.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "nist.h"

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

    nist_t *nist; /* NIST data */

    nist=readnist();
}

文件nist.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "nist.h"

nist_t *readnist()
{
    nist_t *nist; /* NIST data */
    char line[50];
    int len=50;
    int i=0;

    nist=(nist_t*)malloc(sizeof(nist_t));
    while(fgets(line,len,stdin))
    {
        nist=(nist_t*)realloc(nist,sizeof(nist_t)*(i+1));
        sscanf(line,"%s %s %f %lf",nist[i].config,nist[i].term,&(nist[i].j),&(nist[i].level));
        ++i;
    }
    nist=(nist_t*)realloc(nist,sizeof(nist_t)*(i+1));
    nist[i]=(nist_t)NULL;

    return nist;
}

头文件nist.h:

#ifndef NIST_H
#define NIST_H

typedef struct
{
    char config[3];
    char term[4];
    float j;
    double level;
} nist_t;

nist_t *readnist();


#endif

数据文件，将通过 STDIN 提供给应用程序：

2s  ¹S   0.0    0.000000
2p  ³P°  1.0    142075.333333
2p  ¹P°  0.0    271687.000000
2p  ³P   1.0    367448.333333
2p  ¹D   0.0    405100.000000
2p  ¹S   0.0    499633.000000
3s  ³S   0.0    1532450.000000
3s  ¹S   0.0    1558080.000000
3p  ¹P°  0.0    1593600.000000
3p  ³P°  1.0    1597500.000000
3d  ³D   1.0    1631176.666667
3d  ¹D   0.0    1654580.000000
3s  ³P°  1.0    1711763.333333
3s  ¹P°  0.0    1743040.000000
3p  ³D   1.0    1756970.000000
3p  ³S   0.0    1770380.000000
3p  ³P   0.5    1779340.000000
3p  ¹D   0.0    1795870.000000
3d  ³P°  1.0    1816053.333333
3d  ¹F°  0.0    1834690.000000
3d  ¹P°  0.0    1841560.000000
...
...

当我编译时：

$ cc -O2 -o lzdata lzdata.c nist.c nist.c: In function ‘readnist’: nist.c:24:2: error: conversion to non-scalar type requested

我尝试将行 nist[i]=(nist_t)NULL; 更改为 nist[i]=(nist_t*)NULL; 并得到：

$ cc -O2 -o lzdata lzdata.c nist.c nist.c: In function ‘readnist’: nist.c:24:9: error: incompatible types when assigning to type ‘nist_t’ from type ‘struct nist_t *’

我尝试将行 nist[i]=(nist_t)NULL; 更改为 nist[i]=NULL; 并得到：

$ cc -O2 -o lzdata lzdata.c nist.c nist.c: In function ‘readnist’: nist.c:24:9: error: incompatible types when assigning to type ‘nist_t’ from type ‘void *’

不同数据文件中的行数可能不同。我正在寻求构建一个以 NULL 结尾的 nist_t 数据数组，所以我可以处理它，直到我到达 NULL 元素。这可能吗？

【问题讨论】：

NULL 本身是整数值 0（尽管一些实现将其定义为指针值 0）。由于您不能将整数和结构混合在一起，因此您尝试做的事情不能按原样工作。最好通过引用返回数组的长度。
在fgets 循环之前，您不需要初始nist_t 分配。只要确保nist 是NULL。并且不要分配给你传递给realloc的同一个变量，想想重新分配会发生什么会失败，然后你就会失去原来的指针。
您的数组包含对象，而不是指向对象的指针，因此您不能将其设置为 null。改为使用指针数组（但您也需要为每个对象分配内存）。或者更好：只需要一个开放数组并存储计数。
另外，我希望你的 config 和 term 字符串不会超过 2 个和 3 个字符（分别），否则你会写出界限。
未终止的数组和计数变量是大多数语言执行此操作的方式，包括 C++ 的向量对象（它还存储第二个计数以跟踪在需要重新分配之前它可以得到多大）

标签： c arrays pointers struct

【解决方案1】：

对于您的编译器，宏 NULL 似乎被定义为 ((void *) 0)，这是一个指向零的通用指针。因为nist[i]（对于i 的任何有效值）不是不是指针，你会得到错误。

解决这个问题的最佳方法可能是通过引用将来自main 的指针传递给函数并使用它，然后返回大小。或者通过引用传递一个整数，并将其设置为大小。

还有另一种解决方案，那就是拥有一个指针数组。然后你需要分别分配每个nist_t 结构，并释放它们。然后可以使用NULL 来表示数组的结束。这实际上是argv 的工作原理，它由NULL 指针终止（因此argv[argc] 始终等于NULL）。

【讨论】：

NULL 被定义为实现定义的空指针常量。 0 是一种常见的定义； ((void*)0) 是另一个。
没有证据表明NULL 被定义为((void*)0) 而不是0。但这没关系；重要的是 NULL 扩展为一个（实现定义的）空指针常量，它应该只被分配或与指针对象/值进行比较。
@KeithThompson 从最后一条错误消息中可以清楚地看出，涉及void *，这导致了有根据的猜测（注意我的回答中的措辞似乎）它被定义为@ 987654340@.
啊，你说得对，我没注意到。尽管如此，NULL 是如何定义的并不重要——也许它更容易理解为什么会产生特定的错误消息。

【解决方案2】：

你有一个结构数组。 NULL 是一个空指针常量。结构类型没有空值——除非你自己定义了一些可区分的值。

例如，您可以修改 nist_t 类型，使其具有指示整个值是否有效的成员：

#include <stdbool.h>
typedef struct
{
    bool is_valid;
    char config[3];
    char term[4];
    float j;
    double level;
} nist_t;

然后用nist_t 元素标记数组的结尾，并将is_valid 设置为false。或者，也许您可以为其他成员之一使用一些无效值。

这意味着您需要小心编写处理这些结构的任何代码，以确保正确初始化 is_valid，并且不要尝试将其他成员值与 is_valid 一起使用false.

或者，如果有nist_t* 指针，您可以构建一个数组，将终止元素设置为空指针类型，并将NULL 分配给它。

但仅跟踪nist_t 对象数组中有效元素的数量可能会更简单。

NULL 的具体定义方式在这里并不重要。真正重要的是它是一个空指针常量。将NULL 分配给指针对象使其成为空指针；将它分配给任何非指针都是无效的（尽管有些情况下，不幸的是，编译器可能会让你侥幸逃脱）。

【讨论】：

我刚刚为数组分配了一个附加元素，并将config和term设置为NULL。它似乎工作。谢谢。
@Mannix：嗯？ config 和 term 是数组。您不能将它们设置为NULL。你到底做了什么？
哦，忘了说我在typedef声明中把字符数组改成了字符指针。

【解决方案3】：

这行得通：

nist_t *readnist()
{
    nist_t *nist=NULL;  /* NIST data */
    char line[50];      /* A single line of NIST data */
    char config[10];    /* nl quantum numbers */
    char term[10];      /* Rotational term */
    float j;
    double level;       /* energy level */
    int len=50;         /* default length of string */
    int i=0;            /* counter/index variable */
    int n;              /* principal quantum number */
    char l;             /* azimuthal quantum number */
    int en=0;           /* error number */

    while(fgets(line,len,stdin))
    {
        (void)sscanf(line,"%s\t%s\t%f\t%lf",config,term,&j,&level);
        if(NULL==(nist=(nist_t*)realloc(nist,sizeof(nist_t)*(i+1))))
        {
            en=errno;
            fprintf(stderr,"Error %d: memory allocation failure\n",en);
            fprintf(stderr,"File:\t\t%s\n",__FILE__);
            fprintf(stderr,"Function:\t%s\n",__FUNCTION__);
            fprintf(stderr,"Line:\t\t%d\n",__LINE__-6);
            exit(en);
        };
        nist[i].config=(char*)malloc(sizeof(char)*(strlen(config)+1));
        nist[i].term=(char*)malloc(sizeof(char)*(strlen(term)+1));
        strcpy(nist[i].config,config);
        sscanf(config,"%d%c",&n,&l);
        nist[i].n=n;
        strcpy(nist[i].term,term);
        nist[i].j=j;
        nist[i].level=level;
        ++i;
    }
    nist=(nist_t*)realloc(nist,sizeof(nist_t)*(i+1));
    nist[i].config=NULL;
    nist[i].term=NULL;
    nist[i].j=0.0;
    nist[i].level=0.0;

    return nist;
}

这是我用来测试它的例程：

nist_t *prtnist(nist_t *nist)
{
    int i=0;

    while((NULL!=nist[i].config) && (NULL!=nist[i].term))
    {
       fprintf(stderr,"%s\t%d\t%s\t%4.1f\t%14.8e\n",nist[i].config,nist[i].n,nist[i].term,nist[i].j,nist[i].level);
        ++i;
    }
    return nist;
}

现在我必须想办法从config 字符串中取出方位角量子数。

【讨论】：