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详解C语言中结构体的自引用和相互引用

2016-04-20 10:39 477 查看

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;
};

3.实例：
应用结构体指针变量，打印结构体成员变量的信息。

#include <stdio.h>
struct Point
{
double x; /*x坐标*/
double y; /*y坐标*/
double z; /*z坐标*/
};
int main()
{
struct Point oPoint1={100，100，0};
struct Point oPoint2;
struct Point *pPoint; /*定义结构体指针变量*/
pPoint=& oPoint2;　　 /*结构体指针变量赋值*/
(*pPoint).x= oPoint1.x;
(*pPoint).y= oPoint1.y;
(*pPoint).z= oPoint1.z;
printf("oPoint2={%7.2f，%7.2f，%7.2f}"，oPoint2.x， oPoint2.y， oPoint2.z);
return(0);
}

程序运行结果如下：

oPoint2={ 100.00，100.00，0.00}

其中表达式&oPoint2的作用是获得结构体变量oPoint2的地址。表达式pPoint=&oPoint2的作用是将oPoint2的地址存储在结构体指针变量pPoint中，因此pPoint存储了oPoint2的地址。*pPoint代表指针变量pPoint中的内容，因此*pPoint 和oPoint2等价。
通过结构体指针变量获得其结构体变量的成员变量的一般形式如下：
(*结构体指针变量). 成员变量
其中“结构体指针变量”为结构体指针变量，“成员变量”为结构体成员变量名称，“.”为取结构体成员变量的运算符。
另外C语言中引入了新的运算符“->”，通过结构体指针变量直接获得结构体变量的成员变量，一般形式如下：
结构体指针变量-> 成员变量
其中“结构体指针变量”为结构体指针变量，“成员变量”为结构体成员变量名称，“- >”为运算符。
因此，例中的部分代码

……
(*pPoint).x= oPoint1.x;
(*pPoint).y= oPoint1.y;
(*pPoint).z= oPoint1.z;
……

等价于

……
pPoint->x= oPoint1.x;
pPoint->y= oPoint1.y;
pPoint->z= oPoint1.z;
……

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标签： C语言结构体

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