Question

在回答warning: assignment from incompatible pointer type for linklist array时，我发现任何使用struct关键字的未声明标识符都被视为前向声明的标识符。

例如，program below编译良好：

/* Compile with "gcc -std=c99 -W -Wall -O2 -pedantic %" */
#include <stdio.h>

struct foo 
{
    struct bar *next;  /* Linked list */
};


int main(void) {
    struct bar *a = 0;
    struct baz *b = 0;
    struct foo c = {0};

    printf("bar -> %p\n", (void *)a);
    printf("baz -> %p\n", (void *)b);
    printf("foo -> %p, %zu\n", (void *)&c, sizeof c); /* Remove %zu if compiling with -ansi flag */
    return 0;
}

我的问题：哪条规则指导C编译器将未声明的struct identifier视为前向声明的不完整struct类型？

Answer 1

标准说（6.2.5.28）

所有指向结构类型的指针都应具有相同的表示和对齐要求。

这意味着编译器知道如何表示任何结构的指针，甚至是那些尚未定义的结构。
您的程序只处理指向此类结构的指针，所以没关系。

Answer 2

在6.2.5类型和6.7.2.3标签中描述。

struct identifier是一种对象类型。

6.2.5类型


存储在对象中或由函数返回的值的含义由   用于访问它的表达式的类型。（声明为对象的标识符是   最简单的表达;类型在标识符的声明中指定。）类型   被分为对象类型（描述对象的类型）和函数类型（类型   描述功能）。 在翻译单元内的各个点处，对象类型可以是   不完整（缺乏足够的信息来确定该类型物体的大小）或   完成（有足够的信息）。 37）

37）整个翻译单元中的类型可能不完整或完整，或者可能会改变状态   翻译单元内的不同点。


未知大小的数组类型是不完整类型。它已完成，标识符为   该类型，通过在后面的声明中指定大小（具有内部或外部链接）。   未知内容的结构或联合类型（如6.7.2.3中所述）是不完整类型。对于该类型的所有声明，通过声明相同的结构或完成来完成   union标记及其定义内容稍后在同一范围内。

6.7.2.3标签


具有相同范围和结构的结构，联合或枚举类型的所有声明   使用相同的标签声明相同的类型。无论是否有标签或什么   该类型的其他声明属于同一个翻译单元，类型不完整129）   直到定义内容的列表的右括号后立即完成   此后。

129）只有在不需要该类型对象的大小时才能使用不完整类型。它不是   例如，当typedef名称被声明为结构或联合的说明符时，或者   当声明返回结构或联合的指针或函数时。（参见不完整的类型   在6.2.5中。）在调用或定义这样的函数之前，必须完成规范。

Answer 3

除了2501提供的答案，以及您对它的评论“在我的情况下，甚至没有前瞻性声明”，以下内容。

任何使用struct tag都算作结构类型的（前向）声明，如果之前没有声明的话。虽然更正式的方式是说这只是一种类型，因为C标准没有提到“结构类型的前向声明”，只需完成和incomplete structure types (6.2.5p22)。

6.7.2 Type specifiers告诉我们 struct-or-union-specifier 是类型说明符，6.7.2.1 Structure and union specifiers paragraph 1告诉我们转 struct 标识符是 struct-or-union-specifier 。

假设您有一个链接列表声明，例如

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

然后，这种不完整类型的“隐含前向声明”对于这种结构起作用至关重要。毕竟，在终止分号处输入struct node is only complete类型。但是你需要引用它才能声明next指针。

此外，struct node声明（不完整类型）可能超出范围，就像任何其他声明一样。例如，如果您有一些原型

，就会发生这种情况

int function(struct unknown *parameter);

其中struct unknown在声明结束时立即超出范围。任何进一步声明的struct unknown都与此不同。 6.2.5p22：

的内容暗示了这一点

未知内容的结构或联合类型（如6.7.2.3中所述）是一种不完整的类型。对于所有声明，它已完成通过声明相同的结构或联合标记及其定义来输入类型以后的内容在同一范围内。

这就是为什么gcc警告这个：

foo.c:1:21: warning: 'struct unknown' declared inside parameter list
foo.c:1:21: warning: its scope is only this definition or declaration, which is probably not what you want

你可以通过在它之前添加一个额外的前向声明来解决这个问题，这会使范围更早开始（因此会在之后结束）：

struct unknown;
int function(struct unknown *parameter);

Answer 4

我认为使用不完整结构类型的最优雅的用例是这样的：

struct foo 
{
    struct bar *left;
    struct bar *right;
};
struct bar
{
    int something;
    struct foo *next;
};

即。双递归，其中b和b指向a。此类情况可能是此功能包含在原始C语言规范中的原因。

最初的问题是是否所有结构标识符都自动转发。我认为最好说所有不完整的结构定义都被自动视为前向声明。

编辑：关于文档的评论，让我们看看C语言圣经：Kerninghan＆amp; Ritchie - C编程语言，“6.5自引用结构”部分说：

偶尔，人们需要一种自我参照结构的变体：两个相互引用的结构。处理这个问题的方法是：
struct t {
    ...
    struct s *p;   /* p points to an s */
};
struct s {
    ...
    struct t *q;   /* q points to a t */
};

我同意，有可能以另一种方式实现，但我认为这是C语言作者的良好动机，我同意他们这是实现这一点的优雅方式。

所有结构标识符都自动向前声明

4 个答案: