2

Ситуация следующая:

file.c:

#include "file.h"

struct s_my_struct
{
    // ...
};

file.h:

// Защита от повторного включения, заголовочники...

typedef struct s_my_struct my_struct;

main.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "file.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    my_struct m;// Так, ясное дело, нельзя.

    my_struct *pm;// Так можно.

    pm = (my_struct*)malloc(sizeof(my_struct));// Так тоже нельзя.

    pm = (my_struct*) &any_object;// Так можно.

    // НО! Мы не можем обращаться к полям структуры при помощи
    // pm->, потому что описание структуры нам неизвестно...
}

Вопросы такие:

  1. Является ли вообще корректным поведением то, что компилятор даже не дает предупреждения о том, что мы объявляем указатель на тип, который в принципе неизвестен, через его синоним? Или это очередная дыра языка?

  2. Если это корректно, то для чего такое дело ввели в язык? Как это использовать? Какие полезные вещи становятся возможны благодаря этому?

  3. Ну и если это корректно, то в каком месте Стандарта искать описание того, что за магию мы делаем, и как она обрабатывается при компиляции?

3 ответа 3

4

Во-первых, в вопросе описка, пропущено struct:

typedef struct s_my_struct my_struct;

Без этого ни один компилятор Си это не соберёт.

Является ли вообще корректным поведением то, что компилятор даже не дает предупреждения о том, что мы объявляем указатель на тип, который в принципе неизвестен, через его синоним? Или это очередная дыра языка?

Да, это абсолютно корректная вещь. Называется указателем на неполный тип, один из базовых объектов языка.

Если это корректно, то для чего такое дело ввели в язык? Как это использовать? Какие полезные вещи становятся возможны благодаря этому?

Это краеугольный камень инкапсуляции в Си. Сплошь и рядом используется в различных библиотеках. Дабы скрыть от пользователя внутренние структуры отдав ему на откуп одну ручку в виде указателя. Например в том же Gtk, хотя сами типы большинства объектов не являются неполными, они содержат внутри себя указатель на приватные данные GtkWidgetPrivate (из gtk/gtkwidget.h):

struct _GtkWidget
{
  GInitiallyUnowned parent_instance;
  GtkWidgetPrivate *priv;
};

Таким образом эти данные пользователю недоступны.

Кроме изоляции грязных рук пользователя от библиотеки это даёт возможность менять внутреннее устройство структуры не вызывая проблем в пользовательском коде и прочие хрестоматийные бонусы инкапсуляции...

Также без неполного типа невозможно сделать перекрёстные структуры c перекрёстными указателями подобного рода:

// struct bar;

struct foo { struct bar *bar_p; };
struct bar { struct foo *foo_p; };

Ну и если это корректно, то в каком месте Стандарта искать описание того, что за магию мы делаем, и как она обрабатывается при компиляции?

В главах описывающих что такое неполный тип (incomplete type) и как работают указатели (6.2.5 и другие). Но прежде чем лезть в стандарт лучше разобраться с этм по какому-нибудь букварю.

7
  • Каюсь, грешен... Спасибо за развернутую помощь.
    – user294535
    10 авг 2018 в 3:54
  • По поводу GtkWidget, у меня можно сделать GtkWidget widget; И потом обратиться к полям объекта widget, хотя GtkWidget и является неполным типом-синонимом.
    – user294535
    10 авг 2018 в 4:00
  • А если будет такая ситуация: в глобальной области видимости объявлен неполный тип struct s_s; Затем имеется две функции, которые этот неполный тип видят. Каждая функция в своем теле делает этот тип полным, но описывает его по-разному. Это корректно? И если да, то что происходит, и для чего существует такая возможность?
    – user294535
    10 авг 2018 в 4:46
  • 1
    c gtk пример плохой — в строгом смысле виджеты не являются неполными типами... с другой стороны они содержат указатель типа _GtkWidgetPrivate, который таковым уже является...
    – Fat-Zer
    10 авг 2018 в 7:51
  • По описанной ситуации — это Си... как говорят, здесь ни кто не будет воздерживать тебя от простреливания собственной ноги... короче говоря где-то такой механизм можно применить, например в контейнере для произвольного типа, но с большой вероятностью это причина ошибки и UB.
    – Fat-Zer
    10 авг 2018 в 7:55
2

https://en.wikipedia.org/wiki/Opaque_pointer

В заголовке объявляется тип и весь его интерфейс:

struct opaque;
struct opaque *new(int arg);
int get_value(struct opaque *);
void set_value(struct opaque *, int new_value);
void process(struct opaque *);
void destroy(struct opaque *);

Это и есть весь набор операций, которые пользователь может применять к такому типу. Определение типа и сами методы написаны в .c и пользователю неизвестны, все значения и побочные эффекты получаются только от вызова методов. Легкий способ пытаться соблюдать контракты и устроить decoupling в Сях.

1
  1. Указатель, он на то и указатель. Он имеет фиксированный размер, а больше ничего не интересно
  2. Вы пишете библиотеку, в которой оперируете некой структурой. Вам нужно ее возвращать пользователю и принимать ее обратно (аналог HWND). Детали структуры вы публиковать не хотите (например, от версии к версии вы ее изменяете). Вы отдаете пользователю указатель на неизвестную структуру. При этом, в отличии от void * пользователь еще получает возможность контроля типов при передачи этого указателя как параметра

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.