结构体的嵌套问题

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;  
    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A是一个结构体，A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; 
    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; 
} 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。

typedef struct tag_1{
    int value;
    struct tag_1 *link; 
} NODE;


struct tag_2;
typedef struct tag_2 NODE;
struct tag_2{
    int value;
    NODE *link;   
};


struct tag_3{
    int value;
    struct tag_3 *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; 
} 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”）

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



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

 

嵌套结构体时应注意：

结构体的自引用中，如下这种情况是非法的
struct s_ref {
 int a;
 struct s_ref b;
 char c;
};
因为结构体内部又包含自身结构体类型b，这个长度不能确定，只能向下再查找，又包含自身结构体类型b，又再向下查找，如此循环，类似于永无出口的递归调用，是非法的。

但很多时候，的确需要使用到自引用，有个技巧，如下：
struct s_ref {
 int a;
 struct s_ref *b;  //注意这句与上面相同位置的区别
 char c;
};
这是合法的，因为此处是定义了一个指向结构体的指针，指针的大小在具体的机器平台和编译器环境中都是已知的（即使不同的平台环境的定义不完全相同）。所以不会导致上述的递归死循环。是合法和可行的。但是要提醒的是：这个指针看似指向自身，其实不是，而是指向同一类型的不同结构。
链表和树的数据结构就都使用到此技巧。自身的结构体指针指向下一节点或者下一子树的地址。

这里有一种情况值得注意：
typedef struct {   //这里是结构体类型定义
 int a;
 s_ref *b;  //注意这句引用了结构体类型名
 char c;
}s_ref ;
这个结构体类型定义是为了定义类型名s_ref，但却失败了。因为结构体中就引用了结构类型名，而此时还没定义类型名。
可以改为如下：
typedef struct s_ref_t{   //这里是结构体类型定义和结构体标签
 int a;
 struct s_ref_t *b;  //注意这句与上面相同位置的区别,使用了标签
 char c;
}s_ref ;
这里将运行良好。