關(guān)于結(jié)構(gòu)體中指針的一些探討
01 起因
在上篇文章《STM32編程中枚舉和結(jié)構(gòu)體的結(jié)合》中,有讀者對(duì)下列代碼有疑問
- typedef struct{
- char *name; //姓名
- int num; //學(xué)號(hào)
- int age; //年齡
- float score; //成績
- }stuff_s;
- stuff_s xiaoming;
- void xiaoming_inf_init()
- {
- xiaoming.name = "xiaoming";
- xiaoming.num = 1;
- xiaoming.age = 18.0;
- xiaoming.score = 100;
- }
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很明顯,這位讀者意識(shí)到了name成員是個(gè)指針,在沒有對(duì)指針分配內(nèi)存時(shí),就直接復(fù)制“xiaoming”字符串,這是錯(cuò)誤的。先說下結(jié)論,這個(gè)是沒有問題的,在下文我會(huì)詳細(xì)說明下。
02 解釋
首先,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),我們直接在編譯器運(yùn)行代碼即可,這里我使用的是IAR編譯,在VisualStudio中運(yùn)行結(jié)果也是一樣的,這里我使用IAR為例
可以看到,運(yùn)行沒有問題的,name成員被正常賦值。這里注意name指針指向的位置是0x8002A5C,這是在flash的地址范圍,也就是編譯器直接把“xiaoming”字符串放到了flash中,作為一個(gè)常量,然后把這個(gè)常量的指針賦給name指針,所以不用提前給name指針申請(qǐng)內(nèi)存空間。關(guān)于STM32的內(nèi)存分配,可以看之前推文《C語言在STM32中的內(nèi)存分配》。這樣寫也是合法且正確的,當(dāng)然我們最熟悉方式如下
- xiaoming.name = (char *)malloc(10);
- memcpy(xiaoming.name,"xiaoming",8);
- xiaoming.num = 1;
- xiaoming.age = 18.0;
- xiaoming.score = 100;
- free(xiaoming.name);
運(yùn)行結(jié)果如下
可以看出,name指針是指向內(nèi)存的,和剛開始的代碼是有區(qū)別的。那么像剛開始的寫法,如下
- xiaoming.name = "xiaoming";
編譯正常,運(yùn)行正常,在使用中有什么限制嗎?答案是有的
- char test_char;
- xiaoming.name = "xiaoming";
- test_char = xiaoming.name[2];
這樣寫是正確的,test_char可以被正確的賦值字符a;但如下寫法是錯(cuò)誤的
- xiaoming.name = "xiaoming";
- xiaoming.name[2] = 'Q';
這樣寫可以編譯通過,執(zhí)行的時(shí)候也不報(bào)錯(cuò),但是并不能達(dá)到修改第3個(gè)字符的目的。
本質(zhì)上因?yàn)閚ame指針指向的是Flash,可以通過上面的方法進(jìn)行讀取操作,但是不能按上面方法進(jìn)行寫入操作。
如果按下面的寫法,讀取和寫入的操作的操作都是沒有問題的,因?yàn)閚ame指針指向的是內(nèi)存,具有可讀可寫的屬性。
- xiaoming.name = (char *)malloc(10);
- memcpy(xiaoming.name,"xiaoming",8);
- xiaoming.num = 1;
- xiaoming.age = 18.0;
- xiaoming.score = 100;
- free(xiaoming.name);
所以日常代碼編寫中需要注意這些,我的觀點(diǎn)是:按照上述方法,先對(duì)指針申請(qǐng)內(nèi)存,然后再賦值。
當(dāng)然,萬事沒有絕對(duì),需要視情況而定,下列情況,你也可以直接將字符串賦給指針
確認(rèn)指針不會(huì)有寫入操作,只有讀操作,且你認(rèn)為多加一句memcpy語句影響你的代碼運(yùn)行速度了。
確認(rèn)指針不會(huì)有寫入操作,只有讀操作,且系統(tǒng)沒有多余的內(nèi)存給指針申請(qǐng)了。
03 const關(guān)鍵字
上文既然提到了只讀屬性,那么我們就再說一下const關(guān)鍵字。大家先看如下代碼操作
- typedef struct{
- const char *name; //姓名
- int num; //學(xué)號(hào)
- int age; //年齡
- float score; //成績
- }stuff_s;
- stuff_s xiaoming;
- int main(void)
- {
- xiaoming.name = (char *)malloc(10);
- memcpy(xiaoming.name,"xiaoming",8);
- xiaoming.name[2] = 'Q';
- xiaoming.num = 1;
- xiaoming.age = 18.0;
- xiaoming.score = 100;
- free(xiaoming.name);
- }
指針name前加了const關(guān)鍵字,這段代碼在IAR編譯器中是根本編譯不通過的。
原因很簡單,就是因?yàn)橹羔榥ame具有const屬性,不能被寫入。
所以,在上一節(jié)最有一部分說到,當(dāng)你確認(rèn)指針不會(huì)有寫入操作,只有讀操作,你可以在這個(gè)指針定義前加一個(gè)const屬性,因?yàn)轫?xiàng)目代碼不是你一個(gè)維護(hù)的,你設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為這個(gè)指針只有讀操作,就加const,這樣別人進(jìn)行寫訪問時(shí)直接就會(huì)在IAR報(bào)錯(cuò),而不會(huì)將這個(gè)隱藏的隱患遺留在產(chǎn)品中。
當(dāng)然,上文定義的const char *name;也是不規(guī)范的,當(dāng)這個(gè)指針加了const,就應(yīng)該在指針的名字中體現(xiàn)到,這個(gè)不同公司有不同的命名規(guī)范,每個(gè)人也有每個(gè)人的規(guī)范,這里不在演示了。
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「知曉編程」
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