By Long Luo
在上一篇 深入理解 C/C++ 结构体之一: Structure 是为了解决什么问题? 里我们讲了为什么我们要引入 Struct 这个数据类型,我们了解到 Struct 是一种聚合数据类型,是为了用户描述和解释一些事物的方便而提出的, Struct 是一种用户自定义数据类型,如下图 1 所示:
其实从理论上讲,数据类型就是人为制订的如何解释内存中的二进制数的协议,也就是说一个数字对应着一块内存(可能 4 字节,也可能 20 字节),而这个数字的类型则是附加信息,以告诉编译器当发现有对那块内存的操作语句(即某种操作符)时,要如何编写机器指令以实现那个操作。比如两个 char 类型的数字进行加法操作符操作,编译器编译出来的机器指令就和 2 个 long 类型的数字进行加法操作的不一样,也就是所谓的“如何解释内存中的二进制数的协议”。
具体到我们之前的例子来说,只是指定了一种结构体类型,它相当于一个模型,但其中并无具体数据,系统也不为之分配实际的内存单元。为了能在程序中使用结构体类型的数据,应当定义结构体类型的变量,并在其中存放具体的数据。
本篇将详细对 Struct 的声明、定义和初始化进行分析。
一、Struct的声明
要了解Struct的声明,我们需要首先了解声明的含义到底是什么?
—声明是要求编译器产生映射元素的语句。
所谓的映射元素,就是前面介绍过的变量及函数,都只有3个字段:类型栏、名字栏和地址栏(成员变量类型的这一栏就放偏移值)。即编译器每当看到声明语句,就生成一个映射元素,并且将对应的地址栏空着,然后留下一些信息以告诉连接器——此 obj 文件(编译器编译源文件后生成的文件)需要一些符号,将这些符号找到后再修改并完善此 obj 文件,最后链接。
具体到上一回的例子,我们假如在另外一个源文件中需要使用struct ExpectedBoyFriend
,那么就需要在该源文件使用之前处使用下面的声明语句:1
| extern struct ExpectedBoyFriend;
|
二、Struct的定义
上一小节我们了解了声明的定义,那么定义是什么呢?
—定义是要求编译器填充前面声明没有书写的地址栏。 也就是说某变量对应的地址,只有在其定义时才知道。
因此实际的在栈上分配内存等工作都是由变量的定义完成的,所以才有声明的变量并不分配内存。但应注意一个重点,定义是生成映射元素需要的地址,因此定义也就说明了它生成的是哪个映射元素的地址,而如果此时编译器的映射表(即之前说的编译器内部用于记录映射元素的变量表、函数表等)中没有那个映射元素,即还没有相应元素的声明出现过,那么编译器将报错。
在这里我们需要说下 C 和 C++ 在定义 Struct 的区别, 先看下面2段代码:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
| #include <iostream>
using namespace std;
struct SIMPLE { int a; char b; float c; };
SIMPLE x;
|
再看下面一段源码:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
| #include <stdio.h>
struct S0 { char mName[10]; int mBornYear; };
typedef struct _S1 { char mName[10]; int mBornYear; } S1;
S0 sa; S1 sb;
|
那么上面的代码中对Struct的定义都对了吗?
熟悉C/C++的同学应该能够马上知道第二段的代码错了。
为什么呢?