淺談C語(yǔ)言中的三種不完整類(lèi)型

前述

C語(yǔ)言中存在這樣一種類(lèi)型，名叫不完整類(lèi)型(Incomplete types)，雖然我們可能不太理解，或許也沒(méi)有仔細(xì)研究過(guò)，但是在實(shí)際的編程中，我們卻已經(jīng)用到過(guò)很多次了。

接下來(lái)我們就共同學(xué)習(xí)一下，內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，一看就懂，一學(xué)就會(huì)。

不完整類(lèi)型

不完整類(lèi)型(Incomplete types)是缺少足夠信息來(lái)確定該類(lèi)型對(duì)象大小的對(duì)象類(lèi)型，不完整類(lèi)型可以在翻譯單元的某些點(diǎn)完整。

聽(tīng)起來(lái)可能比較繞口，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，不完整類(lèi)型是不知道對(duì)象所占空間大小，此時(shí)是無(wú)法使用sizeof()的。但是可以通過(guò)后續(xù)再補(bǔ)充完整。

不完整類(lèi)型主要有下面三種。

已聲明但未定義的類(lèi)類(lèi)型

內(nèi)容未知的結(jié)構(gòu)體或聯(lián)合體類(lèi)型。在同一作用域的后面，定義同一結(jié)構(gòu)體或聯(lián)合體的內(nèi)容的聲明能使之完整。

struct?node?{
??struct?node?*next;?//?struct?node?在此點(diǎn)不完整
};?//?struct?node?在此點(diǎn)完整

未知邊界數(shù)組

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是大小未知的數(shù)組，之后指定大小的聲明能使之完整，接下來(lái)看一個(gè)示例。

#include

extern?int?a[];??//此時(shí)a類(lèi)型為int?[]是不完整類(lèi)型

void?fun1()?{
??printf("sizeof?a?=?%d
",?sizeof(a));?//?error
??a[0]?=?88;??//OK
}

int?a[3]?=?{1,2,3};??//此時(shí)a類(lèi)型為int?[3]是完整類(lèi)型

void?fun2()?{
??printf("sizeof?a?=?%d
",?sizeof(a));??//OK
??a[0]?=?3;??//OK
}

int?main(int?argc?,char?**argv)?{
??fun1();
??fun2();
??return?0;
}

如果在fun1函數(shù)中打印數(shù)組a的長(zhǎng)度編譯時(shí)就會(huì)報(bào)如下錯(cuò)誤:

invalid application of 'sizeof' to incomplete type 'int[]'

因?yàn)榇藭r(shí)a為不完整類(lèi)型，即不知道a的長(zhǎng)度，所以無(wú)法使用sizeof。

但有的小伙伴卻有疑問(wèn)了，為什么在fun1函數(shù)中卻可以設(shè)置a[0]的值？

雖然這里使用了數(shù)組a，但是它會(huì)被轉(zhuǎn)換成指向其首元素的指針，而且這個(gè)轉(zhuǎn)換并不需要知道數(shù)組的大小。

而且C語(yǔ)言也不會(huì)檢查數(shù)組是否越界，他選擇相信程序員，把重心放在了程序的執(zhí)行效率上，這也是為什么C語(yǔ)言執(zhí)行效率高運(yùn)行快的原因。

感興趣可以參考：為什么C語(yǔ)言執(zhí)行效率高，運(yùn)行快？

其實(shí)在外部聲明的時(shí)候可以完整聲明，例如上述示例我可以改為：extern int a[3];

此時(shí)在編譯程序fun1就不會(huì)有編譯報(bào)錯(cuò)提示了。

因?yàn)閿?shù)組元素不能具有未知邊界數(shù)組類(lèi)型，所以多維數(shù)組只能在第一個(gè)維度中有未知邊界：

extern?int?a[][2];?// OK：邊界未知的含有【2 個(gè) int 元素的數(shù)組】元素的數(shù)組
extern?int?b[2][];?// error：數(shù)組有不完整類(lèi)型

void 類(lèi)型

可由 CV 限定，有別于其他不完整類(lèi)型， void 不能補(bǔ)充聲明為完整類(lèi)型。

總結(jié)

不完整類(lèi)型有三種：

void類(lèi)型(不能被完整)

數(shù)組長(zhǎng)度未知(可被完整)

已聲明但未定義的類(lèi)類(lèi)型(可被完整)

參考鏈接

https://en.cppreference.com/w/c/language/type

https://en.cppreference.com/w/cpp/language/type

編輯：黃飛

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