如何使用struct declare

Question

我想隐藏struct定义，所以我在源文件中定义struct，如下所示：

//a.c
#include "a.h"

struct a_s
{
   int a;
   int b;
};

int func(a_t *a)
{
   printf("%d\n", a->a);
   return 0;
}

我在头文件中声明了该结构，如下所示：

//a.h
#ifndef TEST
#define TEST
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>

typedef struct a_s a_t;
#endif

然后我使用结构a_t int main.c文件，如下所示：

#include "stddef.h"
#include "a.h"

int main()
{
   a_t a;
   a.a =2;
   func(&a);

   return 0;

}

但是当我用gcc -c main.c编译main.c时，它失败了，因为

main.c: In function ‘main’:
main.c:7:15: error: storage size of ‘a’ isn’t known
    struct a_s a;

为什么这是失败的？

Answer 1

如果您实例化一个对象A a，链接器将搜索A的定义，以便编译器知道它需要分配多少内存。它搜索a.h，并找到一个类型定义，但没有声明，所以错误是说它不知道A的大小。

如果程序的目的是对用户隐藏声明(和定义)，你将需要使用A *a，因为这告诉编译器“有一个类型A，它的内存将从这个内存位置开始存储”，因此在内存应该动态分配和释放的运行时之前，不需要任何关于数据大小或布局的信息。

这种方法允许开发人员向用户公开接口，而用户不需要知道数据结构的任何细节，并允许软件更新和数据结构修改，同时保持面向外的头文件相同(并保持测试通过)。

Answer 2

如果要隐藏结构定义，则用户只能定义类型的指针，而您必须实现创建结构实例的api (通过malloc)和释放结构实例的api (通过free)

Answer 3

您不能创建尚未定义的结构的实例，因为编译器不知道要为它分配多少空间。

您不能访问尚未定义的struct的成员，因为编译器不知道它们的类型。

但是，您可以使用指向尚未定义的结构的指针。这使得人们可以做如下事情：

foo.h

typedef struct Foo Foo

Foo* Foo_new(int a, int b);
void Foo_destroy(Foo* this);
void Foo_set_a(Foo* this, int a);
void Foo_set_b(Foo* this, int b);
int Foo_get_a(Foo* this);
int Foo_get_b(Foo* this);
// ...

foo.c

#include "a.h"

struct Foo {
   int a;
   int b;
};

Foo* Foo_new(int a, int b) {
   Foo* this = malloc(sizeof(Foo));
   this->a = a;
   this->b = b;
   return this;
}

void Foo_destroy(Foo* this) { free(this); }
void Foo_set_a(Foo* this, int a) { this->a = a; }
void Foo_set_b(Foo* this, int b) { this->b = b; }
int Foo_get_a(Foo* this) { return this->a; }
int Foo_get_b(Foo* this) { return this->b; }
// ...

main.c

#include <stdio.h>
#include "foo.h"

int main(void) {
   Foo* foo = Foo_new(3, 4);
   Foo_set_a(foo, 5);
   printf("%d %d\n",
      Foo_get_a(foo),
      Foo_get_b(foo),
   );
   Foo_destroy(foo);
   return 0;
}

如果你想要一个真正不透明的类型，你甚至可以把指针包含在type中。通常，这是一种糟糕的做法，但在这种特殊情况下，它在一定程度上是有意义的。有关此概念的更多信息，请参阅this。