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2010年5月7日 星期五

[轉錄] struct的初始化,拷貝及指標成員的使用技巧



struct是C中重要的ADT。但是在一般講C的書中,往往只介紹了struct的定義、順序初始化及位域。
本文將筆者曾經用到的、看到的知識點羅列出來,與大家分享。


為了方便後面的介紹,先定義一個struct類型:
struct User
{
int id; //id
char name[100]; //user name
char *home; //home directory
int passwd; //password
};




1初始化
struct數據有3中初始化方法:順序,C風格及C++風格的亂序。


1)順序
這種方法很常見,在一般的介紹C的書中都有介紹。順序初始化的特點是:按照成員定義的順序,從前到後逐個初始化;允許只初始化部分成員;在被初始化的成員之前,不能有未初始化的成員。
eg:
struct User oneUser = {10, "Lucy", "/home/Lucy"};
初始化之後,oneUser各個成員的值為:
oneUser.id = 10;
oneUser.name = "Lucy";
oneUser.home = "/home/Lucy";
oneUser.passwd = 0;


2)亂序(C風格)
順序的缺陷是必須按成員定義的順序逐個初始化,不能間隔。而亂序的方式則很好的解決了這個問題,因為這種方式是按照成員名進行。
eg:
struct User oneUser = {
.name = "Lucy",
.id = 10,
.home = "/home/Lucy"
};


3)亂序(C++風格)
C++風格的亂序初始化方式跟C風格的一樣,只是它更常用在C++代碼裡。
eg:
struct User oneUser = {
name:"Lucy",
id:10,
home:"/home/Lucy"
};




不論是哪種方式,都允許只初始化部分成員;未被初始化的成員默認為0(指標類型的成員默認為NULL)。兩種亂序初始化方法,即可以用在C代碼中,也可以用在C++代碼中。




2拷貝
struct有兩種拷貝方式,一是直接賦值(=),另一種是用memcpy等庫函數實行內存拷貝。
eg:
struct Temp a, b;
//Set value to members of b
a = b;
memcpy(&a, &b, sizeof(a));
不管是哪種拷貝方式,都是將以&b開始的,大小為sizeof (struct Temp)的內存區域中的數據,簡單地複製到以&a開始的,同樣大小的內存區域。所以,這兩種方式與按成員賦值是等價的:
a.id = b.id;
a.name = b.name;
a.home = b.home;
a.passwd = b.passwd;
由此,我們不難看出,上面兩種拷貝方式都屬於淺拷貝。
           


3指標成員的兩種使用技巧
1)為多個指標成員同時分配內存
如果一個struct中有多個指標類型的成員,我們通常需要為每個指標逐個成員分配內存空間,並在使用完時釋放它們;這樣頻繁調用malloc/free,難免讓人生厭。如果在分配內存之前,每個指標所指向內存區域的大小是確定的,那麼,我們可以為所有指標一次性分配內存區域;並在使用完後,一次性釋放。
eg:
struct Inode
{
int id;


char *file;
int fie_len;


char *path;
int path_len;


char *user;
int user_len;
};


struct Inode data = {
.file_len = X,
.path_len = Y,
.user_len = X
};


//Allocate memory
data.file = (char *)malloc(data.file_len + data.path_len, data.user_len);
data.path = data.file + data.file_len;
data.user = data.path + data .path_len;




//User
       ...




//Free memory
free(data.file);




2)變長數組的另類實現
將下面的定義
struct File
{
TypeA dataA;
          ......
char *data;
TypeN dataN;
};
改成:
struct File
{
TypeA dataA;
          ......      
TypeN dataN;
char data[0];
};
即將指標成員換成大小為0的一維數組,作為struct的最後一個成員(數據結構的可變部分必須作為最後一個成員),有兩個優點:
(1)在緊鄰struct處為data分配內存區域,這樣在分配內存後無須為data賦值;
(2)利用數組的特性,以指標的方式通過越界訪問data數組外的內存區域。
eg:
struct File *pVar = (struct File *)malloc(sizeof(struct File) + DATA_LEN);
strncpy(pVar->data, "Source data", DATA_LEN);
       

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