當struct中的指針指向struct本身時，C如何解析循環定義？

Question

我習慣於像下面那樣長時間編碼。

但是C編譯器如何解決循環定義問題？ 或者這個問題真的存在嗎？

struct node {
    int data;
    struct node *next; // circular definition for "struct node" type?
};

添加1

或者，在32位機器上，我可以稍微將struct node * next成員視為32位無符號整數類型的成員嗎？ 這讓我感覺好多了。

添加2

我想到循環定義的原因是，當編譯器遇到類似next -> data或next -> next ，它必須知道要添加到next指針的每個成員的確切偏移量 ，以獲得每個成員的正確位置。 而這種計算需要了解每個成員的類型 。 因此，對於next成員，可能會出現循環定義問題：

該類型的next是struct node * ，該struct node類型包含了next的類型， next是struct node * ...

添加3

編譯器如何計算sizeof(struct node) ？

添加4

好吧，我認為理解這個看似圓形的問題的關鍵概念是，指針的大小與它指向的類型無關。 並且尺寸固定在特定的機器上。 指針的類型僅在編譯時有意義，以便編譯器生成指針計算指令。

Answer 1

next是一個struct node * ，它只是一個指針，而不是一個struct node ，因此沒有實際的循環定義。 不需要結構的細節來弄清楚如何指向它。

要解決您的附錄：

1. 雖然這或多或少准確並且可能會起作用，但標准並不保證，你不應該這樣做。
2. 同樣， struct node和struct node *是完全不同的類型。 struct node *不包含任何其他對象。

Answer 2

讓我按順序回答你的問題：

但是C編譯器如何解決循環定義問題？

struct node *next; 不是循環定義， struct node是不完整的類型， next定義為類型為struct node *的成員，它只是一個指針。

或者這個問題真的存在嗎？

不，不是真正的問題。 事實上，您可以將成員定義為指向任何未定義結構的指針。

或者，在32位機器上，我可以稍微將struct node *next成員視為32位無符號整數類型的成員嗎？

您不應對結構構件的實際尺寸，偏移或對齊做出任何假設。 32位機器的指針大小不是32位，只要你將它們用作指針而不是整數就沒關系。

我認為循環定義的原因是，當編譯器遇到next->data或next->next ，它必須知道要添加到next指針的每個成員的確切偏移量，以獲得每個成員的正確位置。

這是正確的，但是當編譯器解析這樣的代碼時，結構定義就完成了，它可以確定data和next成員的偏移量。

編譯器如何計算sizeof(struct node) ？

在解析結構定義之后，編譯器具有計算結構實例大小所需的所有信息。 對於這樣的計算，假設所有指向結構和/或聯合的指針具有相同的大小。

好吧，我認為理解這個看似圓形的問題的關鍵概念是，指針的大小與它指向的類型無關。 並且尺寸固定在特定的機器上。 指針的類型僅在編譯時有意義，以便編譯器生成指針計算指令。

指針的大小是有關它指向的類型，並且在一些結構中，不同的指針類型可以具有不同的尺寸。 然而，C標准規定了一些限制：

• 所有指針類型都可以轉換為void *和back。
• 所有結構和聯合的指針都具有相同的大小。

在大多數現代架構上，特別是在Posix兼容系統上，所有標准指針類型都具有相同的大小。