在C语言中声明私有结构体

Question

是否可以声明一个仅在使用该结构的.c文件中可见的结构类型？我知道通过在外部数据对象前面放置static，可以将变量的链接性更改为内部。但是是否可以在新的struct类型声明前面放置static，如下所示：

static struct log{
            ...;
            ...;
};
typedef struct log log;

如果结构类型（例如在上面的代码中）无法设置为“私有”，是否意味着即使其他源代码不知道该结构的名称（在本例中为“log”），如果它们将某些变量命名为“log”（假设我将链接所有目标文件），仍然可能发生意外的名称冲突？

编辑：我不熟悉编译器/链接器的工作原理。如果存在全局变量名为“log”，并且包含全局变量的文件与定义结构“log”的唯一源文件链接，那么在链接时会不会造成混淆，因为一个“log”是变量名称，而另一个“log”是类型名称？

- Rich

Answer 1

不行。使一个结构体私有的唯一方法是仅在使用它的文件中提供其定义 - 不要将其放在常见头文件中。如果它只在一个源文件中使用，则只需在该源文件中定义它；但是，如果它在多个源文件中使用，则会出现棘手的问题：你可以在每个源文件中定义它，但这样很脆弱，因为你必须记住在进行任何更改时更改每个实例；或者，可以在一个私有头文件中定义它，并确保只有那些源文件包含私有头文件。

不同源文件中的名称冲突是可以的，只要它们不试图以任何方式进行接口。如果你在一个文件中定义了一个名为“struct log”的结构体，并在另一个文件中定义了不同的“struct log”定义，请勿将一个“log”传递给另一个。在C中，结构体名称不会成为对象文件中任何符号名称的一部分 - 特别地，没有函数名称的名称重整来包括参数类型（像C++那样），因为在C中，函数重载是非法的。

- Adam Rosenfield

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那么在另一个源文件中，我可以定义一个全局变量“int log;”，甚至定义另一个也名为“log”的结构体吗？如果“log”已知为类型名称，我认为你不能这样做“double log;”。 - Rich

Answer 2

不，static 是一种存储类型；将其应用于变量声明之外的类型是没有意义的。

如果你不想在头文件中定义 struct log，你也可以不定义。只需将 typedef 写为：

typedef struct log log;

只要你只处理log *指针，那么这就足够了。但是，你需要完整定义结构来声明一个log（或者使用sizeof(log)），因为结构的大小取决于它包含的内容。

关于名称冲突，请记住结构和类型不会由链接器管理。链接器只关心全局可见的符号，例如函数和变量。话虽如此，你应该给你的类型名加上前缀（例如mylib_log_t），以避免混淆，特别是因为log是标准库中的数学函数。

- user149341

Answer 3

你有写这个的理由：

static int a;

因为它可以防止链接器将其与其他地方定义的a组合在一起。
链接器与struct无关，因此可以放心地放在不同的c文件中。
只要它们在不同的c文件中，就不会出现名称混淆。

- Daniel

Answer 4

一般情况下这是不可能的。但我可以想到一个可能在某些编译器上起作用的方法。

之所以难以实现是因为C编译器需要知道结构体的样子，才能生成调用函数并将结构体实例作为参数传递的代码。

因此，假设你定义了一个带有以下头文件的库：

struct foo {
    int32_t a, b;
};

foo make_foo(int arg);

foo do_something(foo p1, foo p2);

然后编译调用do_something的程序时，编译器通常需要知道结构体foo的样子，以便将其作为参数传递。编译器在这里可以做各种奇怪的事情，例如通过寄存器传递结构体的一部分，通过堆栈传递结构体的另一部分，因此它确实需要知道结构体的样子。

但是，我相信在某些编译器中，可以指示整个结构体应通过堆栈传递。例如，如果您的目标架构是i386（docs），则regparm(0)函数属性应该适用于GCC。

在这种情况下，可以像这样做：创建一个“公共版本”的头文件，在该文件中，不要布置完整的结构体，而是创建一个未区分的版本：

struct foo {
    uint8_t contents[SIZE_OF_STRUCT_FOO];
}

这里的SIZE_OF_STRUCT_FOO是指在通常情况下定义结构体时，sizeof(struct foo)返回的大小。你基本上是在说“foo”是一个有SIZE_OF_STRUCT_FOO字节的结构体。只要调用约定以相同方式处理这两个结构体，它就应该能正常工作。

- Bruno Loff