Linux下C结构体初始化

1、前言

　　今天在公司看一同事写的代码，代码中用到了struct，初始化一个struct用的是乱序格式，如下代码所示:

typedef struct _data_t {
    int a;
    int b;
}data_t;

data_t data = {
   .a = 10,
   .b = 20,
};

　　通常初始化一个结构体的方式是按序初始化，形如：data_t data={10,20}。感觉很好奇，如是上网百度一下，发现linux下struct初始化可以采用顺序和乱序两种方式，而乱序又有两种不同的形式。本文总结一下struct两种初始化方式的优缺点，并给出完整的测试程序。

2、顺序初始化

　　教科书上讲C语言结构体初始化是按照顺序方式来讲的，没有涉及到乱序的方式。顺序初始化struct必须要按照成员的顺序进行，缺一不可，如果结构体比较大，很容易出现错误，而且表现形式不直观，不能一眼看出各个struct各个数据成员的值。

3、乱序初始化

　　乱序初始化是C99标准新加的，比较直观的一种初始化方式。相比顺序初始化而言，乱序初始化就如其名，成员可以不按照顺序初始化，而且可以只初始化部分成员，扩展性较好。linux内核中采用这种方式初始化struct。

　　乱序初始化有两种方式，一种是用点（.）符号，一种是用冒号（：）。方式1是C99标准，方式2是GCC的扩展，强烈建议使用第一种方式。

4、测试程序

 1 /*********************************
 2  * linux下C语言结构体初始化方法
 3  * @author  Anker  @date:2014/02/11
 4  * *******************************/
 5
 6 #include <stdio.h>
 7
 8 //函数指针
 9 typedef int (*caculate_cb)(int a, int b);
10 //结构体定义
11 typedef struct _oper {
12     int a;
13     int b;
14     caculate_cb cal_func;
15 } oper;
16 //加法函数定义
17 int add(int a, int b)
18 {
19     return (a+b);
20 }
21
22 int main()
23 {
24     int ret = 0;
25     //顺序初始化结构体1
26     oper oper_one = {10, 20, add};
27     //乱序初始化结构体2
28     oper oper_two = {
29         .b = 30,
30         .a = 20,
31         .cal_func = &add,
32     };
33     //乱序初始化结构体3
34     oper oper_three = {
35          cal_func:&add,
36          a:40,
37          b:20,
38     };
39     ret = oper_one.cal_func(oper_one.a, oper_one.b);
40     printf("oper_one caculate: ret = %d\n", ret);
41     ret = oper_two.cal_func(oper_two.a, oper_two.b);
42     printf("oper_two caculate: ret = %d\n", ret);
43     ret = oper_three.cal_func(oper_three.a, oper_three.b);
44     printf("oper_three caculate: ret = %d\n", ret);
45     return 0;
46 }

测试结果如下图所示：

5、参考资料

http://blog.csdn.net/adaptiver/article/details/7494081

C语言变长数组data[0]【总结】

1、前言

　　

　　今天在看代码中遇到一个结构中包含char data[0]，第一次见到时感觉很奇怪，数组的长度怎么可以为零呢？于是上网搜索一下这样的用法的目的，发现在linux内核中，结构体中经常用到data[0]。这样设计的目的是让数组长度是可变的，根据需要进行分配。方便操作，节省空间。

2、data[0]结构

经常遇到的结构形状如下：

struct buffer
{
    int data_len;   //长度
    char data[0];  //起始地址
};

在这个结构中，data是一个数组名；但该数组没有元素；该数组的真实地址紧随结构体buffer之后，而这个地址就是结构体后面数据的地址（如果给这个结构体分配的内容大于这个结构体实际大小，后面多余的部分就是这个data的内容）；这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。

　　

　　写个程序对比char data[0]，char *data, char data[]，如下所示：

　

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <string.h>
 4 #include <stdint.h>
 5
 6 typedef struct
 7 {
 8     int data_len;
 9     char data[0];
10 }buff_st_1;
11
12 typedef struct
13 {
14     int data_len;
15     char *data;
16 }buff_st_2;
17
18 typedef struct
19 {
20     int data_len;
21     char data[];
22 }buff_st_3;
23
24 int main()
25 {
26     printf("sizeof(buff_st_1)=%u\n", sizeof(buff_st_1));
27     printf("sizeof(buff_st_2)=%u\n", sizeof(buff_st_2));
28     printf("sizeof(buff_st_3)=%u\n", sizeof(buff_st_3));
29
30     buff_st_1 buff1;
31     buff_st_2 buff2;
32     buff_st_3 buff3;
33
34     printf("buff1 address:%p,buff1.data_len address:%p,buff1.data address:%p\n",
35         &buff1, &(buff1.data_len), buff1.data);
36
37     printf("buff2 address:%p,buff2.data_len address:%p,buff2.data address:%p\n",
38         &buff2, &(buff2.data_len), buff2.data);
39
40     printf("buff3 address:%p,buff3.data_len address:%p,buff3.data address:%p\n",
41         &buff3, &(buff3.data_len), buff3.data);
42
43     return 0;
44 }

从结果可以看出data[0]和data[]不占用空间，且地址紧跟在结构后面，而char *data作为指针，占用4个字节，地址不在结构之后。

3、实际当中的用法

在实际程序中，数据的长度很多是未知的，这样通过变长的数组可以方便的节省空间。对指针操作，方便数据类型的转换。测试程序如下：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <string.h>
 4 #include <stdint.h>
 5
 6 typedef struct
 7 {
 8     int data_len;
 9     char data[0];
10 }buff_st_1;
11
12 typedef struct
13 {
14     int data_len;
15     char *data;
16 }buff_st_2;
17
18 typedef struct
19 {
20     int data_len;
21     char data[];
22 }buff_st_3;
23
24 typedef struct
25 {
26     uint32_t id;
27     uint32_t age;
28 }student_st;
29
30
31 void print_stu(const student_st *stu)
32 {
33     printf("id:%u,age:%u\n", stu->id, stu->age);
34 }
35
36 int main()
37 {
38     student_st *stu = (student_st *)malloc(sizeof(student_st));
39     stu->id = 100;
40     stu->age = 23;
41
42     student_st *tmp = NULL;
43
44     buff_st_1 *buff1 = (buff_st_1 *)malloc(sizeof(buff_st_1) + sizeof(student_st));
45     buff1->data_len = sizeof(student_st);
46     memcpy(buff1->data, stu, buff1->data_len);
47     printf("buff1 address:%p,buff1->data_len address:%p,buff1->data address:%p\n",
48         buff1, &(buff1->data_len), buff1->data);
49
50     tmp = (student_st*)buff1->data;
51     print_stu(tmp);
52
53     buff_st_2 *buff2 = (buff_st_2 *)malloc(sizeof(buff_st_2));
54     buff2->data_len = sizeof(student_st);
55     buff2->data = (char *)malloc(buff2->data_len);
56     memcpy(buff2->data, stu, buff2->data_len);
57     printf("buff2 address:%p,buff2->data_len address:%p,buff2->data address:%p\n",
58         buff2, &(buff2->data_len), buff2->data);
59
60     tmp = (student_st *)buff2->data;
61     print_stu(tmp);
62
63     buff_st_3 *buff3 = (buff_st_3 *)malloc(sizeof(buff_st_3) + sizeof(student_st));
64     buff3->data_len = sizeof(student_st);
65     memcpy(buff3->data, stu, buff3->data_len);
66     printf("buff3 address:%p,buff3->data_len address:%p,buff3->data address:%p\n",
67         buff3, &(buff3->data_len), buff3->data);
68
69     tmp = (student_st*)buff1->data;
70     print_stu(tmp);
71
72     free(buff1);
73
74     free(buff2->data);
75     free(buff2);
76
77     free(buff3);
78     free(stu);
79     return 0;
80 }

程序执行结果如下：

  采用char *data，需要进行二次分配，操作比较麻烦，很容易造成内存泄漏。而直接采用变长的数组，只需要分配一次，然后进行取值即可以。

参考资料：

http://blog.csdn.net/maopig/article/details/7243646

char data[0]用法总结

struct MyData
{
    int nLen;
    char data[0];
};         开始没有理解红色部分的内容，上网搜索下，发现用处很大，记录下来。
        
        
在结构中，data是一个数组名；但该数组没有元素；该数组的真实地址紧随结构体MyData之后，而这个地址就是结构体后面数据的地址（如果给这个结构体分配的内容大于这个结构体实际大小，后面多余的部分就是这个data的内容）；这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。
         实际用时采取这样：
         struct MyData *p = (struct MyData *)malloc(sizeof(struct MyData )+strlen(str))
         这样就可以通过p->data 来操作这个str。

示例：
#include <iostream>

using namespace std;

struct MyData
{
    int nLen;
    char data[0];
};

int main()
{
    int nLen = 10;
    char str[10] = "123456789";

cout << "Size of MyData: " << sizeof(MyData) << endl;

MyData *myData = (MyData*)malloc(sizeof(MyData) + 10);
    memcpy(myData->data,  str, 10);

cout << "myData's Data is: " << myData->data << endl;

free(myData);

return 0;
}
         输出：
Size of MyData: 4
myData's Data is: 123456789        
由于数组没有元素，该数组在该结构体中分配占用空间，所以sizeof(struct Mydata) = 4。
         malloc申请的是14个字节的连续空间，它返回一个指针指向这14个字节，强制转换成struct INFO的时候，前面4个字节被认为是Mydata结构，后面的部分拷贝了“123456789”的内容。

在读程序中经常会看到这样的定义char data[0]，这是一个什么样的用法，有什么好处，在哪些地方用到？

本文的主要目的就是阐明这个定义的作用，以及适用范围，这需要对指针的概念和操作系统的内存模型有一个情形的认识。

首先看一段程序：

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

typedef struct _Info

{

int i;

char data[0];

}Info;

int main(int argc, char* argv[])

{

printf("%d/n",sizeof(Info));

return 0;

}

程序的执行结果是：4。整数i就占了4个字节，这表明data没有占用空间。data是一个数组名；该数组没有元素；该数组的真实地址紧随结构体Info之后；这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。

记住上面的结构体不同于：

typedef struct _Info

{

int i;

char* data;

}Info;

这个结构体占用8个字节的空间，因为指针类型要占用4个字节的空间。

再看一个例子：

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

typedef struct _Info

{

int i;

char data[0];

}Info;

int main(int argc, char* argv[])

{

char buf[10] = "123456789";

void* p = NULL;

printf("%d/n",sizeof(Info));

Info* info = (Info*)malloc(sizeof(Info) + 10);

p = (void*)info->data;

printf("addr of info is %p. addr of data is %p ./n", info, p);

strcpy((char*)p, buf);

printf("%s/n", (char*)p);

return 0;

}

程序的执行结果见下图：

可知，data的地址是紧随结构体之后的。