自引用结构声明

Question

以下声明是有效的。

struct node
{
    int a;
    struct node *next;
};

然而，当我们定义以下内容时，会出现错误。

"error: field ‘next’ has incomplete type"

为什么会这样呢？

struct node
{
    int a;
    struct node next; /* Not a pointer */   
};

- Sumit Trehan

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是的，我已经纠正了那个。 - Sumit Trehan

Answer 1

结构体不能包含自身作为成员:

struct node
{
    int a;
    struct node next;
};

思考一下这个问题：如果可能的话，这种结构的大小是多少？struct node 包含 struct node next 作为成员，那么成员 next 也将包含类型为 struct node 的成员，如此循环往复...大小将会是无限的。

- Yu Hao

Answer 2

在"struct node"中，node是一个"结构标签"。在你编写它时，它会创建一个"不完整类型"：一个在这一点上未声明但未定义的结构变量。在结构体的最终"};"之前，该类型尚不完整。

在C语言中，即使未完全定义，也可以通过使用指向该类型的指针引用不完整的类型。然而，您无法分配该类型的变量（实例），因为实际的结构定义尚未定义。（如果您熟悉C++中的抽象基类，则它与其完全相同。）

因此，当您编写时

struct node {
  int a;
  struct node *next;
};

行 struct node *next 的意思是“这里有一个指向结构体节点的指针，尽管我还不知道该类型如何定义”。但是你不能在同一类型的结构定义中声明类型为 struct node 的变量，因为你不能在创建之前使用它。

- Lundin

Answer 3

这与类/结构类型的前向声明相同：

struct node;

struct node* node_ptr; /* is valid */
struct node node_instance; /* is invalid */

struct node; 的基本含义是：嘿，有一个结构体在这个文件之外被定义。类型是有效的，可以使用指针，但你不能实例化该对象。

这是因为指针的大小已知并且特定于目标架构（例如32位或64位）。结构体的大小直到声明时才会知道。

当您完全声明了该类型时，就可以声明该类型的对象：

struct node {
  int a;
  struct node* b; /* this will work, but the size of struct is unknown yet */
}

struct node* node_ptr; /* this works always with full and forward declarations */
struct node node_object; /* now, the size of struct is known, so the instance may be created */

- Robert Mutke

Answer 4

您的第二个声明将定义一个无限深嵌套的结构体，这是不可能的。

- Codor

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其实我的问题是，如果指针类型声明没有错误，为什么在声明结构时会出错？ - Sumit Trehan

第一个声明是有效的，因为指针的大小是恒定的，无论所引用的结构体如何。另一方面，不可能有一个嵌套在自身中的结构体，因为结果结构将是无限大小的。 - Codor

Answer 5

应该是这样的：

struct node {
  int a;
  struct node *next;
};

这个可以运行，

但是

struct node {
  int a;
  struct node next;
};

编译器无法理解node成为递归结构，因此不知道为node分配多少内存。

然而，如果您使用指针，它会理解指针的大小等于要寻址的内存的大小，并因此保留该空间，而不管node是否是完整的结构体。

- Aniket Inge

Answer 6

指针存储地址，结构体有结构。如果像结构体声明它将会是递归和无限的。如果像指针声明，它将引用其他某处的结构。

- Ivan Ivanov

Answer 7

一个节点内有无限个节点？这有意义吗？“struct node”的大小会是多少？

- Kapil