访问在另一个 c 文件中定义的结构？

Question

我正在尝试从另一个 c 文件访问一个 c 文件中定义的结构。问题是 我不能使用 extern 关键字 我也不能在头文件中定义结构。如何访问abstract.c 内use_abstract.c 中定义的结构？这是一个最低限度的可生产示例：

抽象.c

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

typedef struct s_strukt {
    int x;
} strukt;

strukt* create_struct() {
    strukt* s = malloc(sizeof(strukt));

    return s;
}

抽象.h

#ifndef H_ABSTRACT
#define H_ABSTRACT
struct s_strukt;

#endif

use_abstract.c

#include <stdio.h>
#include "abstract.h"

int main() {

    strukt *s = create_struct();
    s->x = 0;

    return 0;
}

执行以下会导致错误gcc use_abstract.c abstract.c:

use_abstract.c:6:5: error: use of undeclared identifier 'strukt'; did you mean 'struct'?
    strukt *s = create_struct();
    ^~~~~~
    struct
use_abstract.c:6:5: error: declaration of anonymous struct must be a definition
use_abstract.c:6:5: warning: declaration does not declare anything [-Wmissing-declarations]
use_abstract.c:7:5: error: use of undeclared identifier 's'
    s->x = 0;
    ^
1 warning and 3 errors generated.

Answer 1

有几种方法可以解决此特定问题，具体取决于您要执行的操作。

首先，您的代码似乎将结构名称 struct s_strukt 与 typedef 名称 strukt 混为一谈。一般来说，typedef 将存在于abstract.h 中，它可用于客户端代码和abstract.c 中的实现（我认为，通常，类型名称与-- 并且发音相同 -- 因为现有的 C 关键字会导致混乱和沮丧）。

如果您的目标是明确区分接口和实现，您可以使用所谓的“opaque structures”。这就是当您有一个引用结构的类型时得到的结果，该结构的定义对调用代码不可见（例如，fopen/fclose/read/write 使用的FILE 类型等）。

在abstract.h 中，你会：

#ifndef H_ABSTRACT
#define H_ABSTRACT

typedef struct s_strukt strukt;

strukt *create_strukt(void);
#endif

在abstract.c 中，您将拥有：

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

#include "abstract.h"

struct s_strukt {
    int x;
};

strukt *create_strukt() {
    strukt *s = malloc(sizeof(strukt));
    return s;
}

鉴于上述情况，您可以这样写use_abstract.c，它会编译而不会出错：

#include <stdio.h>
#include "abstract.h"

int main() {
    strukt *s = create_strukt();

    return 0;
}

但是有一个问题！因为strukt是不透明类型，如果你尝试在use_abstract.c中这样做：

s->x = 0;

它会失败：

use_abstract.c: In function ‘main’:
use_abstract.c:8:6: error: invalid use of incomplete typedef ‘strukt’ {aka ‘struct s_strukt’}
    8 |     s->x = 0;
      |      ^~

一个典型的解决方案是在abstract.c 中实现例程以获取/设置不透明结构中的值。例如，让abstract.h 看起来像这样：

#ifndef H_ABSTRACT
#define H_ABSTRACT

typedef struct s_strukt strukt;

strukt *create_strukt(void);
void strukt_set_x(strukt *s, int value);
int strukt_get_x(strukt *s);

#endif

而abstract.c 看起来像这样：

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

#include "abstract.h"

struct s_strukt {
    int x;
};

strukt *create_strukt() {
    strukt *s = malloc(sizeof(strukt));
    return s;
}

void strukt_set_x(strukt *s, int x) {
    s->x = x;
}

int strukt_get_x(strukt *s) {
    return s->x;
}

然后像这样写use_abstract.c：

#include <stdio.h>
#include "abstract.h"

int main() {
    int val;

    strukt *s = create_strukt();
    strukt_set_x(s, 0);
    val = strukt_get_x(s);
    printf("val is: %d\n", val);

    return 0;
}

---

但是，如果您不想使用不透明的结构怎么办？然后你会这样写abstract.h：

#ifndef H_ABSTRACT
#define H_ABSTRACT

typedef struct s_strukt {
    int x;
} strukt;

strukt *create_strukt(void);

#endif

因为结构定义现在在abstract.h 中，它同时暴露给abstract.c 中的实现和use_abstract.c 中的客户端代码，我们不再需要getter/setter 函数，因为use_abstract.c 中的代码可以直接访问结构成员。有了上面，abstract.c 看起来像：

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

#include "abstract.h"

strukt *create_strukt() {
    strukt *s = malloc(sizeof(strukt));
    return s;
}

use_abstract.c 看起来像：

#include <stdio.h>
#include "abstract.h"

int main() {
    strukt *s = create_strukt();
    s->x = 0;
    printf("x is: %d\n", s->x);

    return 0;
}