C中的神秘结构定义答案

【问题标题】：Cryptic struct definition in CC中的神秘结构定义
【发布时间】：2014-08-30 01:17:20
【问题描述】：

我遇到了以下maze definition 代码：

typedef struct mazeNode {
    int hasCheese;
    int tag;
    struct mazeNode *left;
    struct mazeNode *right;
} maze_t;

maze_t maze = {
    .tag = 1,
    .left = &(maze_t) {
        .left = &(maze_t) {
            .left = &(maze_t) {},
            .right = &(maze_t) {}
        },
        .right = &(maze_t) {
            .right = &(maze_t) {}
        }
    },
    .right = &(maze_t) {
        .tag = 8,
        .left = &(maze_t) {},
        .right = &(maze_t) {
            .tag = 10,
            .left = &(maze_t) {
                .tag = 11,
                .left = &(maze_t) {
                    .hasCheese = 1,
                    .tag = 12
                }
            },
            .right = &(maze_t) {}
        }
    }
};

从链接的blog post 我了解到他们正在尝试用图中的奶酪定义二叉树。

但是，我似乎无法完全理解 C 代码应该做什么。如果有人能给我解释一下就好了。

【问题讨论】：

提供的代码附有blog post，作者在其中描述了代码。
他们正在使用compound literals。
.left = &(maze_t){}; 和 .right = &(maze_t){}; 会更自然地初始化为 0 或 NULL。就目前而言，层次结构中有一个额外的元素，其.tag 值为0，.hasCheese 值为0（以及空左右指针）。

标签： c struct designated-initializer compound-literals

【解决方案1】：

此代码使用designated initializers 和compound literals 的组合，它们都是C99 features，我链接到其他答案，我为这两个功能提供标准引号。

指定初始化器允许您使用指定特定字段来使用.fieldname = 进行初始化，链接文档中的一个示例是：

 struct point { int x, y; };

下面的初始化

struct point p = { .y = yvalue, .x = xvalue };

等价于

struct point p = { xvalue, yvalue };

使用的另一个特性是复合文字，它被用来创建未命名的静态对象，然后代码获取该对象的地址并将其分配给各自的指针left 和right。然后它在未命名的对象中递归地使用此功能来设置它们各自的left 和right 指针。

 .left = & (maze_t) { .... }
           ^^^^^^^^^^^^^^^^
           unnamed static object

这些未命名的对象只有在函数体之外使用时才是静态的，否则它们将具有自动存储持续时间，并且在您退出函数后将不复存在，因此像代码所做的那样获取它们的地址可能是不明智的.

作为参考，我在answer here 中提供了复合文字的标准引用。

需要注意的是，当使用指定的初始化器时，任何未显式初始化的字段都是initialized to zero，这在这种情况下实际上很重要，例如hasCheese 将被设置为0，除非另有明确设置。

虽然这些是 C99 功能，但并非所有编译器都支持或完全支持 C99，但我对 Visual Studio 的测试表明我们需要替换空的复合文字，例如：

left = &(maze_t) {}

使用NULL 来编译它。我提交了bug report。

对错误报告的响应如下，但基本上这是一个 gcc/clang 扩展在工作：

这是一个 GNU 扩展。 Clang 支持它作为扩展（参见 clang 选项 -Wgnu-empty-initializer)。

写这个的标准方法是 {0}，它将所有初始化为零字段。

【讨论】：

这个标准功能是否适用于所有平台。或者使用这些功能会影响便携性吗？
@liv2hak 它们都是 C99 特性，所以 gcc 和 clang 都支持它们。 Visual Studio 最近开始支持 C99 功能，但我不确定这些功能的支持程度。
@liv2hak 好的，Visual Studio 不喜欢这样的代码，所以不能完全移植。
我想我应该在这里说明一下，这不是 Visual Studio 中的错误，因为空的复合文字实际上是一个 GNU 扩展，您可以通过启用 -pedantic 看到warning: use of GNU empty initializer extension [-Wgnu-empty-initializer]。将所有字段初始化为零的标准方法是{0}。
@sjdowling 谢谢，当我收到错误报告回复时，我以为我更新了这个问题。显然我没有，现在让我这样做。

【解决方案2】：

代码根据自 1999 年以来 C 语言中允许的语法（C99 和 C11）初始化结构。

简要说明，您可以通过仅写入大括号 {} 中包含的结构的“成员”来初始化结构变量。

例如，给定以下结构：

 struct fractional_number_s { int numerator; unsigned int denominator; };

我们可以如下定义和初始化结构变量：

 struct fractional_number_s r = { .numerator = 3, .denominator = 7, };

如您所见，编写成员就足够了，没有变量名r。
初始化器中允许使用此语法。

此外，在普通赋值中，我们可以借助复合文字获得类似的语法，如下例所示：

 r = (struct fractional_numbers_s) { .numerator = 3, .denominator = 7 };

在互联网上搜索这些主题：C 结构初始化程序和C 复合文字，以获取更多信息（技术说明：ANSI C89 没有'没有这个语法，所以搜索 ISO C99 和 ISO C11）。

【讨论】：