C99指向包含另一结构体指针的结构体的指针

Question

《C程序设计语言》第二版K&R在第131页上这样说，给定一组变量：

struct rect r, *rp = &r;

地点：

struct rect {
    struct point pt1;
    struct point pt2;
};

并且

struct point {
    int x;
    int y;
}

那么这四个表达式是等价的：

r.p1.x
rp->pt1.x
(r.pt1).x
(rp->pt1).x

在同一页的早些位置，我们看到这个内容：

p->member_of_structure

这里“refers to the particular member”描述了特定成员。

我将连字符改为下划线，以确保我们不会与减号混淆。

非常好，我可以看到我们有一个嵌套的结构体，因为结构体rect包含一个结构体point。

如果定义rect时pt1和pt2都是指向结构体point的指针怎么办？

这就是我在以下代码片段中遇到问题的地方：

typedef struct some_node {
    struct timespec *tv;
    struct some_node *next;
} some_node_t;

我将在这里创建一个链表，这并不是问题。

真正的问题是：

struct timespec some_tv;
clock_gettime( CLOCK_REALTIME, &some_tv )
/* set up the head node */
struct some_node *node_head =
                ( struct some_node * ) malloc( sizeof( some_node_t ) );
node_head->tv = calloc ( (size_t) 1, sizeof ( struct timespec ) );

这一切都很好，我很好地获得了我的node_head。 我甚至可以轻松获取嵌套的struct timespec node_head->tv。

真正的问题是如何将内部的tv.sec设置为some_tv.sec的值，就像这样：

((struct timespec *)(*node_head.tv)).tv_sec = some_tv.tv_sec;

我遇到了一个错误：

line 22: error: left operand of "." must be struct/union object

我正在查看K&R，发现书中的示例没有指向结构体内部的指针。

我只能通过试错来得到我想要的结果，但这很令人沮丧。我可以创建一个临时变量"struct timespec temp"，然后将temp = &node_head.tv...但是不行...我认为那样更糟糕。

我在这里漏掉了什么？

当然，答案很简单，只需使用foo->bar->here语法即可。

修改代码以删除malloc上的转换，并使用正确的语法：

/* set up the node list */
struct some_node *node_head =
                calloc( (size_t) 1, sizeof( some_node_t ) );

node_head->tv = calloc ( (size_t) 1, sizeof ( struct timespec ) );
node_head->tv->tv_sec = some_tv.tv_sec;
node_head->tv->tv_nsec = some_tv.tv_nsec;
node_head->next = NULL;

调试器确认了这一点：

(dbx) print *node_head
*node_head = {
    tv      = 0x1001453e0
    next    = (nil)
}

(dbx) print *node_head.tv
*node_head->tv = {
    tv_sec  = 1363127096
    tv_nsec = 996499096
}

很好用。明显我需要咖啡。 :-)

- paul lanken

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旁注：在C语言中，您不应该强制转换malloc的结果... - Oliver Charlesworth

抱歉，我有点手忙脚乱。通常我使用calloc而不是malloc。 - paul lanken

考虑到您最初使用动态分配节点结构，为什么不直接使用“struct timespec tv;”成员而不是指针，并且必须调用YAMI（即另一个malloc调用）？或者您是在秘密测试堆收集器的碎片整合算法吗？ - WhozCraig

我在撰写这个问题时非常小心，正如你所看到的那样，但解决方案却是如此微不足道，让我感到惊讶。我想我应该将malloc改为calloc，因为我经常使用它。这让我真的开始质疑自己了...非常感谢你用node_head->tv->tv_sec轻轻地敲了我一下。 - paul lanken

对WhozCraig：实际上，我在结构体中有一堆其他成员，但为简单起见，我将它们剥离了。你完全正确，我应该将 timespec 结构体留作一个好老的简单变量。然而...现在我完成了这个..我需要一个函数来添加列表中的下一个节点，并插入数据等等。所以...列表中可能有成千上万个节点，内存管理器能够正常工作...没有问题。 - paul lanken

Answer 1

这已经足够了吗？

node_head->tv->tv_sec

- Oliver Charlesworth

Answer 2

其他回答已经给出了，但是如果不清楚的话，“->”就相当于你自己使用“*”进行“解引用”。

因此，

 rp->pt1
 (*rp).pt1

是等价的。

这意味着你有一个经验法则，即“处理指针时使用->”。

因此，在你所提到的情况下，

node_head->tv->tv_sec

将执行您所需的操作，并等效于

(*node_head).tv->tv_sec
(*(*node_head).tv).tv_sec

- andrew cooke

Answer 3

你应该将 (*node_head.tv) 改为 (*node_head).tv（或者像 Oli 写的那样使用 node_head->tv），因为 . 的优先级高于 *。

- MByD

Answer 4

一个初始的备注：您对tv的（struct timespec *）转换是不必要的，因为这已经是tv声明的方式了。

正如其他人所指出的那样，您真正需要使用ptr->field表示法：node_head->tv->tv_sec。箭头符号是一种语法糖，可以避免所有需要的（* rp）。 （* pt1）。x笨拙。

您问，

那么如果rect的定义是pt1和pt2都是指向结构点的指针，那么怎么办？

在这种情况下，@teppic的解决方案是您想要的，但要牢记的一项细节是数据结构的实际内存分配位置：在您的示例中，实际内存分配在rect中，在@teppic中，则为point。C语言的新手有时会因此感到困惑，特别是在长时间运行的程序中多次分配和释放内存（必须避免内存泄漏）。

- JohnJ

Answer 5

从你的开头例子，如果你有：

struct rect {
    struct point *pt1;
    struct point *pt2;
};

struct point {
    int x;
    int y;
};

而且你有

struct rect *rp;

然后要访问x，只需使用：

rp->pt1->x

编译器可以弄清楚正在发生的事情。只有在使用空指针等情况下才需要进行转换。

- teppic