初始化包含指向其自身类型的指针的常量结构

Question

我有一个这样的结构：

typedef struct tree_s{
    struct tree_s *a;
    int b;
}tree_t;

目前，我正在以这种方式进行初始化：

tree_t branch_n = {
    .a = NULL,
    .b = 2
};

tree_t root = {
    .a = (tree_t*) &branch_n, 
    .b = 1
};

现在，我不得不在根之前初始化较低的分支，这让我很恼火，因为完整的结构非常大，分支都有自己的分支，这使得我的代码难以管理。

我想做的是这样的：

tree_t root = {
    .a = 
     //The first branch
     {                 
        .a =
         //Yet another branch 
         { //Since the following is actually an array, I need the 
           // "a" above to point to the first index
             {  
                 .a = NULL,         //Maybe this will have its own branch
                 .b = 3
             },
             {
                 .a = 
                 {
                     .a = NULL,     //And this might even have its own branch
                     .b = 5
                 }
                 .b = 4  
             }
         }
        .b = 2
     }, 
    .b = 1
};

我怎样才能实现这样的初始化？

我想这样做的主要原因是为了大大增强我的代码概览，并立即直观地看到“树”的结构。

请注意，从一开始就知道完整“树”的结构，这就是我认为结构不变的原因。但是 b 的值可以随时更改。

我对 C 语言很陌生，这是我在 SO 上的第一篇文章，所以请随时编辑或询问我是否无法让自己清楚:)

Answer 1

选项 1a — 一个数组

您的“树”结构似乎卡在了相当线性的形状上，但您可以使用数组来解决这个问题：

static const tree_t oak[] =
{
    { .a = &oak[1], .b = 20 },
    { .a = &oak[2], .b = 15 },
    { .a = NULL,    .b = 10 },
};

选项 1b — 从数组构建的树

或者给定一个二叉搜索树结构：

#include <stdio.h>

typedef struct bst_t bst_t;
struct bst_t
{
    int          data;
    const bst_t *left;
    const bst_t *right;
};

static const bst_t bst[] =
{
    { .data = 30, .left = &bst[1], .right = &bst[2] },
    { .data = 10, .left = &bst[3], .right = &bst[4] },
    { .data = 50, .left = &bst[5], .right = &bst[6] },
    { .data =  5, .left = &bst[7], .right = &bst[8] },
    { .data = 20, .left =       0, .right = &bst[9] },
    { .data = 40, .left =       0, .right =       0 },
    { .data = 60, .left =       0, .right =       0 },
    { .data =  2, .left =       0, .right =       0 },
    { .data =  8, .left =       0, .right =       0 },
    { .data = 28, .left =       0, .right =       0 },
};

static void print_in_order(const bst_t *bst)
{
    if (bst != 0)
    {
        printf("[");
        print_in_order(bst->left);
        printf("(%d)", bst->data);
        print_in_order(bst->right);
        printf("]");
    }
}

static void print_tree(const bst_t *bst)
{
    print_in_order(bst);
    putchar('\n');
}

int main(void)
{
    print_tree(&bst[0]);
    return 0;
}

这会产生输出：

[[[[(2)](5)[(8)]](10)[(20)[(28)]]](30)[[(40)](50)[(60)]]]

---

选项 2a — C99 复合文字

使用 C99 和复合文字，您可以编写：

#include <stddef.h>

typedef struct tree_s{
    struct tree_s *a;
    int b;
}tree_t;

tree_t root2 =
{
    .a = &(tree_t){ .a = NULL, .b = 2 }, .b = 1
};

tree_t root3 =
{
    .a = &(tree_t){ .a = &(tree_t){ .a = NULL, .b = 3 }, .b = 2 }, .b = 1
};

我不确定它是否清晰，但它可以编译。不过，总的来说，我更喜欢数组表示法。

这是 OP 想要/使用的主要答案。

---

选项 2b - 尝试将数组初始化失败

尝试调整修改后的数据结构（请记住，可以使用该数据结构创建的“树”只是一个单链表），您几乎可以（但不完全）这样做：

tree_t root4 =
{
    .a = &(tree_t)
    {                 
        .a = (tree_t [])
        { 
            (tree_t){  
                .a = NULL,
                .b = 3
            },
            (tree_t){
                .a = &(tree_t)
                {
                    .a = NULL,
                    .b = 5
                },
                .b = 4  
            },
        },  // Line 47
        .b = 2
    }, 
    .b = 1
};

Mac OS X 10.8.4 上的 GCC (i686-apple-darwin11-llvm-gcc-4.2 (GCC) 4.2.1 (基于 Apple Inc. build 5658) (LLVM build 2336.11.00)) 抱怨：

tree.c:47: error: initializer element is not constant
tree.c:47: error: (near initialization for ‘(anonymous)’)

第 47 行被标记的地方——它是结构数组的结尾。我可能遗漏了一些明显的东西。我确实尝试过&(test_t[]){ ... }[0],，但得到了同样的警告。

我完全不知道你怎么知道特定指针是指向数组开头的指针而不是单个 tree_t 元素，除非你添加另一个字段来指示差异（或 @987654329 @ 字段以某种方式被编码以指示 a 是指向单个项目的指针还是指向数组的指针。

Answer 2

我不认为这段代码：

tree_t root = {
    .a = 
     //The first branch
     {                 
        .a = NULL,       //Maybe another branch instead of NULL
        .b = 2
     }, 
    .b = 1
};

将成功初始化 tree_t 根。

{} 用于初始化结构，而不是指针。但是 root->a 被定义为一个指针。你可能会因此得到编译错误。

可以在上述代码之外定义和初始化分支，并设置指针root->指向它。