C语言中结构体赋值问题的讨论(转载)
今天帮师姐调一个程序的BUG,师姐的程序中有个结构体直接赋值的语句,在我印象中结构体好像是不能直接赋值的,正如数组不能直接赋值那样,我怀疑这个地方有问题,但最后证明并不是这个问题。那么就总结一下C语言中结构体赋值的问题吧:
结构体直接赋值的实现
下面是一个实例:
我在Ubuntu 13.04下使用gcc 4.7.3 编译运行得到的结果,如下所示:
可以从结果上看出,结构体直接赋值在C语言下是可行的,我们看看struct_assign()
函数的汇编实现,从而从底层看看C语言是如何实现两个结构体之间的赋值操作的:
这段汇编比较简单,由于结构体的对齐的特性,sizeof(srtruct Foo)=16
,通过四次movl
操作将foo1的结构体内容拷贝到结构体foo2中。从汇编上看出,结构体赋值,采用的类似于memcpy
这种形式,而不是逐个字段的拷贝。
复杂结构体的赋值
如果结构体中含有其它复杂数据类型呢,例如数组、指针、结构体等,从上面的汇编实现可以看出,只要两个结构体类型相同,就可以实现赋值,如下例:
运行结果如下:
可 以看出结果和我们想象的是一样的。再次验证结构体的赋值,是直接结构体的内存的拷贝!但正是这个问题,如上面的实例,foo1 和 foo2 中p_c 指针都是指向我们申请的一块大小为4个字节的内存区域,这里注意的是,结构体的拷贝只是浅拷贝,即指针p_c的赋值并不会导致再申请一块内存区域,让 foo2的p_c指向它。那么,如果释放掉foo1中的p_c指向的内存,此时foo2中p_c变成野指针,这是对foo2的p_c操作就会出现一些不可 预见的问题!在C++中引入了一种可以允许用户重载结构体赋值操作运算,那么我们就可以根据语义重载赋值操作。
数组是二等公民
二等公民在维基百科上的解释是:
二等公民不是一个正式的术语,用来描述一个社会体系 内对一部分人的歧视或对外来人口的政治限制,即使他们作为一个公民或合法居民的地位。 二等公民虽然不一定是奴隶或罪犯,但他们只享有有限的合法权利、公民权利和经济机会,并经常受到虐待或忽视。法律无视二等公民,不向他们提供保护,甚至在 制订法律时可能会根本不考虑他们的利益。划分出二等公民的行为,普遍被视为一种侵犯人权的行为。 典型的二等公民所面临的障碍包括但不仅限于(缺乏或丧失表决权):权利被剥夺,限制民事或军事服务(不包括任何情况下的征兵),以及限制,语言,宗教,教 育,行动和结社的自由,武器的所有权,婚姻,性别认同和表达,住房和财产所有权 。
从词条上解释可以看出二等公民与一等公民在权利上是有差别的,这个词很有意思作为计算机专业术语,其含义也有异曲同工之妙!同样我们看看维基百科对计算机的术语”first-class citizen"(一等公民)的定义,一般要满足以下几点,
- can be stored in variables and data structures
- can be passed as a parameter to a subroutine
- can be returned as the result of a subroutine
- can be constructed at run-time
- has intrinsic identity (independent of any given name)
对比着上面的定义来看C语言数组,数组作为一个函数的参数传递时,退化成一个指针; 同时,数组无法作为函数的返回值; 也许让数组更不服气的是,数组之间不能直接赋值操作,如下面的操作就是非法的:
但是如果数组包装在结构体中,那么就能进行赋值了!相比之下,结构体可以作为函数参数和返回值,这就是一等公民的待遇!至于为什么数组必须是二等公民,这是有历史原因的,大家可以参考C 语言的发展史来看,有时间这块内容我再补上!
参考资料:
- 维基百科
- Stackoverflow
- International Standard ISO/IEC 9899