Question

假设我在一个头文件中有一个结构声明：

event.h

struct event_t;

，在相应的C文件中，我想使用Linux专用的struct inotify_event对它进行别名排序。问题是struct inotify_event包含灵活的数组成员：

struct inotify_event {
    int      wd;      
    uint32_t mask;    
    uint32_t cookie;  
    uint32_t len;
    char     name[];   
};

根据6.7.2.1(p3)（强调我的）：

结构或联合不得包含不完整或不完整的成员函数类型（因此，结构不得包含的实例本身，但可能包含指向其实例的指针），但具有一个以上命名成员的结构的最后一个成员可能具有不完整的数组类型；这样的结构（以及任何联盟包含（可能是递归的）具有这种结构的成员） 不得是数组的结构或元素的成员。

不可能将struct event_t定义为

struct event_t{
    struct inotify_event base; //Non-conforming
};

所以我可以将struct event_t *转换为struct inotify_event *。由于6.7.2.1(p3)仅关注结构，因此我看到的解决方案是将标签名称重新声明为

union event_t

，然后将其定义为单个元素联合。

union event_t{
    struct inotify_event event; //Conforming?
};

我发现标准对工会施加的唯一要求是，工会成员的集合必须为非空6.2.5(p20)（强调我的）：

并集类型描述了重叠的非空成员对象集，每个都有一个可选的指定名称，并且可能不同类型。

问题： ：通过union隐藏某些特定数据结构的实现细节是一种一致/常见的方法吗？

Answer 1

这就是我要做的：

event.h

struct event_t;
event_t *create_event(void);
void free_event(event_t *ev);

event.c

#include "event.h";

event_t *create_event(void)
{
    inotify_event *iev = ...;
    return (event_t *)iev;
}

void free_event(event_t *ev)
{
    inotify_event *iev = (inotify_event *)ev;
    // free the event
}

但是，如果您想在事件中存储其他数据，则：

event.h

struct event_t;
event_t *create_event(void);
void free_event(event_t *ev);

event.c

#include "event.h";

struct event_t
{
    inotify_event *iev;
    // additional data
};

event_t *create_event(void)
{
    inotify_event *iev = ...;
    event_t *ev = malloc(sizeof(event_t));
    ev.iev = iev;
    return ev;
}
void free_event(event_t *ev)
{
    inotify_event *iev = (inotify_event *)ev.iev;
    // free the event (iev) first
    free(ev);
}

如果您需要在event_t中隐藏多种实现，则：

enum event_type
{
    EVENT_TYPE_INOTIFY,
    EVENT_TYPE_INOTIFY2,
};
struct event_t
{
    event_type type;
    union {
       inotify_event *iev; // you use this when type == EVENT_TYPE_INOTIFY
       inotify_event2 *iev2; // you use this when type == EVENT_TYPE_INOTIFY2
    }
    // additional data
};

Answer 2

单元素联合没有任何意义。联合的目的是充当一种多态结构。偏移量访问结构成员，这就是为什么不可能将不完整的结构或数组放在结构中间的原因。

例如

struct foo { int a; int b[]; int c; };

在此示例中，编译器无法确定c的地址，因为b的大小会在运行时变化。但是，如果将不完整的数组放在末尾，则所有结构成员的地址都可以由结构起始地址确定。请记住，指针只是地址，因此您可以具有指向任何结构的任何指针，并且可以确定所有偏移量，但是您将需要处理额外的alloc / free东西。

创建联合时，您要告诉编译器嘿！我有这个成员，请为我保留足够的空间，以便可以将此变量视为foo或bar 。换句话说，编译器将采用最大的并集成员，这将是并集的大小。联合的常见用途是代表多种值。

typedef union { int integer, float real, char *string } value_type;

通过这种方式，您可以将value_type视为int，float或char指针。您的代码需要知道如何对待每个成员，但是编译器将确保在执行malloc(sizeof value_type)时，您有足够的空间来容纳树类型。

现在是您的问题。您想隐藏实施细节。通常，这是通过在标头中完全声明类型或结构来完成的，并且仅在目标文件上完全声明。因此，当用户包括您的标头时，编译器具有的所有信息都是struct my_struct;。它无法确定my_struct的大小，因此无法将其分配为malloc(sizeof struct my_struct)。同样，由于用户没有成员定义，因此也无法弄乱结构内部。

要像这样工作，您将需要为用户提供分配和释放my_struct的功能，例如struct my_struct *foo = my_struct_new()和my_struct_destroy(foo)。

您已经在执行此操作。要解决struct inotify问题，我可以做其中之一。

（1）特定于#ifdef的环绕声操作系统，因此event_t仅具有根据操作系统定义的正确成员。您需要在函数上使用#ifdef。这样的好处是可以将无用的代码排除在最终的二进制文件之外，从而减小了占用空间。

（2）具有指向特定于OS的结构的指针，并让运行时决定要做什么。这样更易于维护。

Answer 3

到目前为止，最简单的方法是将其放入您的event.h标头中：

typedef struct inotify_event event_t;

这声明存在结构类型struct inotify_event，并为其声明别名event_t。但是它根本没有定义struct inotify_event的内容。

仅event.c中的实现代码包括系统标题中的struct inotify_event定义；除您定义的访问器API外，其他所有内容均不包含该标头，并且无法访问event_t的元素。

您可以通过代码审查（或通过使用grep或其他类似技术进行检查）来强制执行职责分离，以确保除事件类型的实现之外，没有任何代码使用{{1}的系统头}。而且，如果您移植到Linux以外的系统而不支持inotify，则只需在inotify_event标头中提供替代的不透明结构类型来代替struct inotify_event。

这避免了有关结构等中是否存在灵活数组成员的所有问题；都是非问题。

请注意有关What does a type followed by _t (underscore t) represent?的问答。在使用event.h后缀creating创建自己的类型时要谨慎-考虑在此类类型名称上使用前缀，这样可以使您的名称与系统提供的名称区分开。

具有柔性阵列成员的不透明结构

3 个答案: