C语言中结构体 自引用 和 相互引用

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结构体的自引用(self reference)，就是在结构体内部，包含指向自身类型结构体的指针。

结构体的相互引用（mutual reference），就是说在多个结构体中，都包含指向其他结构体的指针。

1. 自引用 结构体

1.1 不使用typedef时

错误的方式：

struct tag_1{
    struct tag_1 A;   /* 结构体 */
    int value;
}; 

这种声明是错误的，因为这种声明实际上是一个无限循环，成员b是一个结构体，b的内部还会有成员是结构体，依次下去，无线循环。

在分配内存的时候，由于无限嵌套，也无法确定这个结构体的长度，所以这种方式是非法的。

正确的方式： （使用指针）：

struct tag_1{
    struct tag_1 *A;  /* 指针 */
    int value;
};

由于指针的长度是确定的（在32位机器上指针长度为4），所以编译器能够确定该结构体的长度。

1.2 使用typedef 时

错误的方式：

typedef struct {
    int value;
    NODE *link;  /* 虽然也使用指针，但这里的问题是：NODE尚未被定义 */
} NODE;

这里的目的是使用typedef为结构体创建一个别名NODEP。

但是这里是错误的，因为类型名的作用域是从语句的结尾开始，而在结构体内部是不能使用的，因为还没定义。

正确的方式：有三种，差别不大，使用哪种都可以。

/*  方法一  */
typedef struct tag_1{
    int value;
    struct tag_1 *link;
} NODE;

/*  方法二  */
struct tag_2;
typedef struct tag_2 NODE;
struct tag_2{
    int value;
    NODE *link;
};

/*  方法三  */
struct tag_3{
    int value;
    struct tag *link;
};
typedef struct tag_3 NODE;

2. 相互引用 结构体

错误的方式：

typedef struct tag_a{
    int value;
    B *bp;  /* 类型B还没有被定义 */
} A;

typedef struct tag_b{
    int value;
    A *ap;
} B; 

错误的原因和上面一样，这里类型B在定义之 前 就被使用。

正确的方式：（使用“不完全声明”）

/* 方法一   */
struct tag_a{
    struct tag_b *bp;  /* 这里struct tag_b 还没有定义，但编译器可以接受 */
    int value;
};
struct tag_b{
    struct tag_a *ap;
    int value;
};
typedef struct tag_a A;
typedef struct tag_b B; 

/*  方法二   */
struct tag_a;   /* 使用结构体的不完整声明（incomplete declaration） */
struct tag_b;
typedef struct tag_a A;
typedef struct tag_b B;
struct tag_a{
    struct tag_b *bp;  /* 这里struct tag_b 还没有定义，但编译器可以接受 */
    int value;
};
struct tag_b{
    struct tag_a *ap;
    int value;
};

方法二中的：

struct tag_a;
struct tag_b;

完全可以不写。即使之前并没有出现 tag_a 结构体，这样定义也是对的：

typedef struct tag_a A;