C语言前向声明

1万 · 2023-12-21 09:38

1.问题引入

我们在使用C语言编写代码过程中，有时会遇到想要使用嵌套定义的这种情况，如下例：

typedef struct _A
{
int a;
int b;
B c;
}A;

typedef struct _B
{
int a;
int b;
A c;
}B;
A中使用了B，B中又使用了A，这种情况下，编译器会报错：

error: unknown type name ‘B’

原因很好理解，因为定义A时并没有B的定义，自然会报错。

2.解决方法

解决方法就是本文提到的前向声明。C语言中，结构体类型在声明之后，未正式定义之前是一个不完全类型(incomplete type)，即只知道其是一个类型，但不知道包含哪些成员。不完全类型只能用于定义指向该类型的指针，或声明使用该类型作为形参指针类型或返回指针类型的函数。指针类型对编译器而言大小固定(如32位机上为四字节)，就不会出现编译错误。另外，声明使用该类型作为形参或返回类型的函数也是可以的，因为函数名本身也是地址。

如果仅使用前向声明，而未注意将此类型变量定义为指针类型，就会报错。

例如：

typedef struct _B B;

typedef struct _A
{
int a;
int b;
B c;
}A;

struct _B
{
int a;
int b;
A c;
};
这里，使用“typedef struct _B B”对B进行了声明，告诉编译器B是一种类型，但是包含哪些成员并不知道，在A中定义了B，如果不知道B包含哪些成员，就无法知道A类型占用多少空间，这个很重要，因为A在实例化时，编译器要为其分配内存空间。因此，编译器报错：

error: field has incomplete type 'B' (aka 'struct _B')

从错误中，我们知道B正是我们上文提到的不完全类型。

将其定义为指针类型即可。

例如：

typedef struct _B B;

typedef struct _A
{
int a;
int b;
B *c;
}A;

struct _B
{
int a;
int b;
A c;
};
这样，编译器就不会报错了。

另外，声明使用该类型作为形参或返回类型的函数，如：

typedef struct _A A;

void Fun1(A *a);  //指针
void Fun2(A a);  //形参
A Fun3(void);  //返回值

struct _A
{
int a;
int b;
};
编译器也不会报错。
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