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C/C++程式設計筆記:C語言結構體想要直接指派,應該如何實作?

首先我們來看一個執行個體:

C/C++程式設計筆記:C語言結構體想要直接指派,應該如何實作?

我在Ubuntu 13.04下使用gcc 4.7.3 編譯運作得到的結果,如下所示:

C/C++程式設計筆記:C語言結構體想要直接指派,應該如何實作?

可以從結果上看出,結構體直接指派在C語言下是可行的,我們看看struct_assign()函數的彙編實作,進而從底層看看C語言是如何實作兩個結構體之間的指派操作的:

C/C++程式設計筆記:C語言結構體想要直接指派,應該如何實作?

這段彙編比較簡單,由于結構體的對齊的特性,sizeof(srtruct Foo)=16,通過四次movl操作将foo1的結構體内容拷貝到結構體foo2中。從彙編上看出,結構體指派,采用的類似于memcpy這種形式,而不是逐個字段的拷貝。

複雜結構體的指派

如果結構體中含有其它複雜資料類型呢,例如數組、指針、結構體等,從上面的彙編實作可以看出,隻要兩個結構體類型相同,就可以實作指派,如下例:

C/C++程式設計筆記:C語言結構體想要直接指派,應該如何實作?

運作結果如下:

C/C++程式設計筆記:C語言結構體想要直接指派,應該如何實作?

可以看出結果和我們想象的是一樣的。再次驗證結構體的指派,是直接結構體的記憶體的拷貝!但正是這個問題,如上面的執行個體,foo1 和 foo2 中p_c指針都是指向我們申請的一塊大小為4個位元組的記憶體區域,這裡注意的是,結構體的拷貝隻是淺拷貝,即指針p_c的指派并不會導緻再申請一塊記憶體區域,讓foo2的p_c指向它。

那麼,如果釋放掉foo1中的p_c指向的記憶體,此時foo2中p_c變成野指針,這是對foo2的p_c操作就會出現一些不可預見的問題!在C++中引入了一種可以允許使用者重載結構體指派操作運算,那麼我們就可以根據語義重載指派操作。

C/C++程式設計筆記:C語言結構體想要直接指派,應該如何實作?

數組是二等公民

二等公民在維基百科上的解釋是:

二等公民不是一個正式的術語,用來描述一個社會體系内對一部分人的歧視或對外來人口的政治限制,即使他們作為一個公民或合法居民的地位。二等公民雖然不一定是奴隸或罪犯,但他們隻享有有限的合法權利、公民權利和經濟機會,并經常受到虐待或忽視。法律無視二等公民,不向他們提供保護,甚至在制訂法律時可能會根本不考慮他們的利益。劃分出二等公民的行為,普遍被視為一種侵犯人權的行為。典型的二等公民所面臨的障礙包括但不僅限于(缺乏或喪失表決權):權利被剝奪,限制民事或軍事服務(不包括任何情況下的征兵),以及限制,語言,宗教,教育,行動和結社的自由,武器的所有權,婚姻,性别認同和表達,住房和财産所有權。

從詞條上解釋可以看出二等公民與一等公民在權利上是有差别的,這個詞很有意思作為計算機專業術語,其含義也有異曲同工之妙!同樣我們看看維基百科對計算機的術語”first-class citizen"(一等公民)的定義,一般要滿足以下幾點,

①can be stored in variables and data structures

②can be passed as a parameter to a subroutine

③can be returned as the result of a subroutine

④can be constructed at run-time

⑤has intrinsic identity (independent of any given name)

對比着上面的定義來看C語言數組,數組作為一個函數的參數傳遞時,退化成一個指針; 同時,數組無法作為函數的傳回值; 也許讓數組更不服氣的是,數組之間不能直接指派操作,如下面的操作就是非法的:

inta[10];

intb[10];

a=b;

但是如果數組包裝在結構體中,那麼就能進行指派了!相比之下,結構體可以作為函數參數和傳回值,這就是一等公民的待遇!

希望對你有幫助!

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