为什么可以声明一个结构体和一个非结构体同名?

Question

显然，

出于 C 语言的起源，我们可以在同一作用域内同时声明一个结构体和一个非结构体，它们的名称相同。

例如：

struct Ambig {};

// the struct must be referred to with the prefix struct
void Ambig(struct Ambig* buf) {}

我只是好奇最初的原因是什么？如果不理解，这似乎是一个糟糕的语言设计示例，会导致歧义和混淆。

- Oleksiy

---

也许这就是需要在“struct”前加上的原因。您能指出引用的来源吗？ - Karthik T

@KarthikT Bjarne Stroustrup - C++程序设计语言 第四版 - Oleksiy

有很多方法可以导致语义模糊和混淆，避免这些问题的责任在于程序员而不是语言设计者。由于“struct”前缀暗示我们正在谈论“struct”，因此不存在句法歧义。 - Bernhard Barker

@Dukeling 是的，但我认为它是出于一个好的原因而被设计成那样，这就是为什么我在询问的原因。 - Oleksiy

请查看https://dev59.com/t3I_5IYBdhLWcg3wK_3E。 - user2249683

Answer 1

正如Stroustrup所说，命名空间的历史原因是C语言中必须始终在结构体名称前加上struct。 结构体的名称（例如联合或枚举的名称）被称为标签，并存在于与其他符号完全不同的名称空间中。 因此，像以下这样的事情：

struct stat
{
    //  ...
};
int stat( char const* filename, struct stat* buf );

完全合法。(以上实际上是 Posix 的一部分)。

在 C++ 中，一个类的名称（使用 class、struct 或 union 声明）或枚举与其他所有内容位于同一命名空间中，并且与 C 不同，您可以编写以下内容：

struct MyClass {};
MyClass variableName;

这不是合法的C语言。在C语言中，第二行必须为:

struct MyClass variableName;

问题在于C++需要能够使用在C中定义的接口（例如上述的Posix接口）。因此，C++定义了一些特殊规则来实现这一点：你可以给一个变量或函数和一个类类型相同的名称。当你这样做时，变量或函数名称优先，并隐藏类名称，除非在“完整类型说明符”（即 class ， struct ， union 或 enum 后跟一个符号）中，在查找中忽略非类型名称。

- James Kanze

Answer 2

这种情况的原因与C++继承自C有关。它不是“添加”到C ++中的，而是因为在C中以这种方式工作。

在C中，您必须使用struct X和union Y（C中没有class关键字），或者使用typedef struct X A;然后使用名称A代替strcut X（其中X和A可以是相同的名称）。

在C ++中，只要名称唯一，编译器就会理解X是指struct X。您不必在名称前面输入struct、union或class，也不必使用typedef创建一个新的独立名称。

由于C++旨在尽可能允许使用C语法，因此仍然允许在引用结构时写struct X。这允许使用一个否则模糊的名称。

强烈建议除非由历史设计决策所要求，否则不要利用这种“可能性”，因为这只会导致更多的混乱......

- Mats Petersson

---

嗨，这并不是我的问题 - 我知道在名称前使用结构体是可选的。但是感谢你的努力，我相信有些人会觉得它很有帮助！ - Oleksiy

关于您最后一句话，有时候您并没有选择。Posix 定义了一个 struct stat 和一个函数 stat()（它的第二个参数是一个 struct stat*）。如果您想使用这个函数，就必须要有一个 struct stat。 - James Kanze

我已经编辑了第一段来解释为什么是这样的。 - Mats Petersson

@JamesKanze：我已经添加了一个“除非历史设计决策所必需”的条件。 - Mats Petersson

@MatsPetersson 嗯，我不确定“设计决策”是否是正确的词语；我怀疑这里没有涉及到“设计”，而更多的是偶然性。但是没错... - James Kanze

@JamesKanze：即使从未在源代码之外的任何地方写下来，这仍然是一个设计决策，并且该决策是由某个深夜因咖啡因过度兴奋的人在大约0.5秒内做出的... ;) - Mats Petersson

Answer 3

我很好奇最初的原因是什么？如果不了解，似乎这是一种糟糕的语言设计示例，会导致歧义和困惑。

在C语言中，它是名称空间的第一个实现。标识符存在于不同的名称空间中，其思想是如果它们在不同的名称空间中声明，则可以具有相同的名称。 结构标记和普通标识符的名称空间并不是C语言中唯一的两个名称空间。在C语言中有四个名称空间：

(C99, 6.2.3标识符的名称空间p1) “因此，有各种类别的标识符的单独名称空间，如下所示： - 标签名称（通过标签声明和使用的语法进行消歧）； - 结构、联合体和枚举类型的标记（通过跟随任何24个关键字struct、union或enum来消除歧义）； - 结构体或联合体的成员；每个结构体或联合体都有一个用于其成员的单独名称空间（通过使用 . 或 -> 运算符访问成员的表达式的类型来消除歧义）； - 所有其他标识符，称为普通标识符（在普通声明符或作为枚举常量中声明）。”

- ouah

---

至少在 C 的早期版本中（我认为即使今天也是如此），所有 struct 成员都有一个确切的命名空间，不同 struct 的成员名称不能冲突。这就是为什么大多数 struct 的成员传统上都以前缀开头的原因；例如，在 struct tm 中，你有 tm_year，而不仅仅是 year。 - James Kanze

@JamesKanze 至少在标准C中不会出现这种情况，因为每个结构体或联合体都有其成员的独立命名空间。 - ouah

这是有道理的。但在K＆R I中并非如此。我还记得因为C* cp; /*...*/ cp->memberOfD;而追踪错误。不仅没有错误，甚至没有警告（除非使用了lint）。 - James Kanze

Answer 4

在结构体之前添加“struct”是合法的C语言。因此，一些C代码也适用于C++。你预期的是什么？C++基于C。

在C++中，我们避免在每个结构体之前使用“struct”。我从未在生产代码中看到过它。

关于歧义，我不认为有人知道为什么他们允许这样做。但我相信这是因为当你添加“struct”时，歧义就被解决了。你本质上告诉编译器这不是一个函数，因此“可能的含义”被消除了。

- gifnoc-gkp

---

谢谢你的回答！抱歉，你说的“我们避免在每个结构体前使用struct”是什么意思？ - Oleksiy

@Oleksiy 他的意思是 C++ 编译器足够聪明，知道你在引用一个结构体，所以在它前面加上关键字"struct"是不必要的。 - greatwolf

这个答案有几个问题。首先，当涉及到类型名称时系统地使用struct关键字不仅在C语言中是合法的，而且是必需的。此外，C接口（如Posix的接口）确实有名称相同的函数和结构体，因此在C++中必须这样做。这也是为什么它被允许的真正原因。 - James Kanze