这个指向结构定义类型的指针在C语言中是什么意思？

Question

在K&R第六章中，提到了一个声明：

struct{
    int len;
    char *str;
} *p;

我无法理解指针p指向的是哪种结构体，也不确定这种指针定义是否有效，因为在书中提供的所有其他示例和我见过的其他示例中，当定义指向结构体的指针时，需要提到结构体的名称，即正在定义的类型。例如，

struct example{
    int a;
    ...
}s1;

然后，

struct example *ptr = &s1;

因此，提到了ptr指向一个类型为struct example而不仅仅是struct。

另外，尤其有趣的是：

* p-> str获取str指向的任何内容； * p-> str ++在访问它所指向的内容之后增加str（就像* s ++一样）;

我无法理解p首先是什么，因此也不会递增和取消引用。

这里发生了什么？

谢谢！

P.S.我是新来的，因此对问题格式的任何反馈也将不胜感激。

- Eulerian

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在第一个示例中，这个结构体是一个匿名结构体，而p是指向该匿名结构体的指针。 - Some programmer dude

这只是一个没有名称的结构，就像所示的那个一样。它并不经常使用，因为它的用途有限。 - Some programmer dude

这是一种没有名称的结构类型，因此您无法使用相同的结构类型声明其他变量。 - Barmar

可能是在C语言中使用指向未命名结构体的指针？的重复问题。 - Raymond Chen

@RaymondChen 显然，那个问题并不是关于匿名结构体的，而是关于指针类型而不仅仅是指向这种类型的指针。 - Eugene Sh.

Answer 1

struct关键字类似于typedef，但您创建的是一个复杂的自定义类型（称为结构），而不是别名现有类型。如果只有一个需要使用已声明类型的内容，则无需为该类型提供显式名称。

第一条语句声明了一个具有两个字段但未命名的结构。这称为匿名结构。声明提供了该类型的指针。

这样声明的一个可能用例是当您为外部库制作头文件时，可能甚至不是用C语言编写的库。在这种情况下，结构的类型可能是不透明或不完整的，并且您只需要方便地引用其中的某些部分。匿名结构可以防止您轻松地分配它，但允许您通过指针与其交互。

更常见的是，您将看到此符号与命名或至少别名结构一起使用。第二条语句可以重写为

struct example { ... } s1, *ptr;

在这种情况下，struct example *ptr = &s1; 可以简写为 ptr = &s1;。

更常见的情况是使用匿名结构体和typedef一起使用，创建不包含struct关键字的自定义类型名称。你的第二个例子可以重写为：

typedef struct { ... } example, *pexample;
example s1;
pexample ptr; // alternatively example *ptr;
ptr = &s1;

请注意，s1 的类型在此情况下为 example 而不是 struct example。

- Mad Physicist

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“提供指向该类型的指针”这个短语应该更准确地写成“提供该类型的指针”吗？我误读了你的答案，以为我们有一个指向类型本身的指针。 - Dan

@Dan。已修复。感谢你的发现。 - Mad Physicist

Answer 2

首先考虑以下简单程序：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h> 

int main(void) 
{
    struct {
        int len;
        char *str;
    } *p;

    p = malloc( sizeof( *p ) );

    p->str = "Hello Nihal Jain";
    p->len = strlen( p->str );

    while ( *p->str ) putchar( *p->str++ );
    putchar( '\n' );

    free( p );

    return 0;
}

它的输出是

Hello Nihal Jain

所以在这个声明中

    struct {
        int len;
        char *str;
    } *p;

这里声明了一个未命名结构体类型的指针。指针本身没有被初始化。例如，您可以写

    struct {
        int len;
        char *str;
    } *p = malloc( sizeof( *p ) );

对于这个简单的程序，结构体的名称并不是必需的，因为程序中不存在或不需要声明结构体类型的对象。

所以在这种情况下，您无法声明结构体类型的对象，但这并不是必需的。

根据C标准，结构体或联合体声明如下：

struct-or-union-specifier: struct-or-union identifier_opt { struct-declaration-list } struct-or-union identifier 可以看出，如果存在struct-declaration-list，则标识符是可选的。因此，可以使用未命名的结构体作为类型说明符。

再举一个使用枚举的例子。您可以声明枚举器而不声明枚举类型。例如：

enum { EXIT_SUCCESS = 0, EXIT_FAILURE = -1 }; 

如果程序没有这样的要求，您可以使用具有类型为int的枚举器而无需声明枚举类型的对象。

- Vlad from Moscow

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今天我学到了一个新技巧，可以通过 sizeof(*p) 来提取大小。非常实用。 - Mad Physicist

@MadPhysicist 或 sizeof *p。不需要 ()。（风格问题） - chux - Reinstate Monica

@chux。收到了。我只是偏好在任何地方都加上括号。 - Mad Physicist

@MadPhysicist 你可能会喜欢 (LISP)。 - chux - Reinstate Monica

字符串没有被分配，那怎么可能工作呢？我认为在处理未初始化的指向字符的指针的LHS表达式时，对该代码使用应该有一个警告，因为RHS使用了常量字符串。 - t0mm13b

Answer 3

另一个使用匿名结构的方法是将它们用于联合或其他结构中，这基本上将该结构的使用限制在特定父级联合或结构中，而不是其他任何地方。从程序员的角度来看，这是非常有用的，因为查看像这样的代码时，它向我们提供了信息，即它仅在其内部的结构或联合的上下文中使用-不再多余。 (也可以省去命名)。

此外，如果您使用此匿名结构，则除已存在的实例之外，将无法分配另一个实例。

例如：-(stark的评论：如何使用它？)

struct {
  int a;
  int b;
} p;

scanf("%d",&p.a);

- user2736738

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或者意外地分配了我们自己的一个。 - Mad Physicist

@MadPhysicist：是的，没错。当它是匿名的时候，你不能分配内存...就像一次性使用一样... - user2736738

你会如何引用匿名结构体中的成员？ - stark

@stark：像这样 - user2736738

@coderredoc p=malloc(sizeof(*p))。（p是指针的原始情况）。更新 - 哦，我看到它在其他答案中提到了。 - Eugene Sh.

@EugeneSh：这只是一个示例，供用户参考。如果有任何错误，请告诉我...谢谢。 - user2736738

Answer 4

如果您需要一个临时的、一次性的结构体（或联合体）定义，它在声明它的作用域之外将没有用处，那么您将使用所谓的匿名或未命名的结构体和联合体。这样可以避免在使用结构体之前声明它，在复杂类型的情况下，也可以避免声明内部类型，例如这里。

- mnistic