关于结构体中指针的一些探讨

2023-10-12 10:12:34

1、起因

typedef struct{
  char *name;  //姓名
  int num;  //学号
  int age;  //年龄
  float score;  //成绩
}stuff_s;
stuff_s xiaoming;
void xiaoming_inf_init()
{
  xiaoming.name = "xiaoming";
  xiaoming.num = 1;
  xiaoming.age = 18.0;
  xiaoming.score = 100;
}

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很明显，这位读者意识到了name成员是个指针，在没有对指针分配内存时，就直接复制“xiaoming”字符串，这是错误的。先说下结论，这个是没有问题的，在下文我会详细说明下。

2、解释

首先，实践是检验真理的唯一标准，我们直接在编译器运行代码即可，这里我使用的是IAR编译，在VisualStudio中运行结果也是一样的，这里我使用IAR为例

可以看到，运行没有问题的，name成员被正常赋值。这里注意name指针指向的位置是0x8002A5C，这是在flash的地址范围，也就是编译器直接把“xiaoming”字符串放到了flash中，作为一个常量，然后把这个常量的指针赋给name指针，所以不用提前给name指针申请内存空间。关于STM32的内存分配，可以看之前推文《C语言在STM32中的内存分配》。这样写也是合法且正确的，当然我们最熟悉方式如下

xiaoming.name = (char *)malloc(10);
memcpy(xiaoming.name,"xiaoming",8);
xiaoming.num = 1;
xiaoming.age = 18.0;
xiaoming.score = 100;
free(xiaoming.name);

运行结果如下

可以看出，name指针是指向内存的，和刚开始的代码是有区别的。那么像刚开始的写法，如下

xiaoming.name = "xiaoming";

编译正常，运行正常，在使用中有什么限制吗？答案是有的

char test_char;
xiaoming.name = "xiaoming";
test_char = xiaoming.name[2];

这样写是正确的，test_char可以被正确的赋值字符a；但如下写法是错误的

xiaoming.name = "xiaoming";
xiaoming.name[2] = 'Q';

这样写可以编译通过，执行的时候也不报错，但是并不能达到修改第3个字符的目的。

本质上因为name指针指向的是Flash，可以通过上面的方法进行读取操作，但是不能按上面方法进行写入操作。

如果按下面的写法，读取和写入的操作的操作都是没有问题的，因为name指针指向的是内存，具有可读可写的属性。

xiaoming.name = (char *)malloc(10);
memcpy(xiaoming.name,"xiaoming",8);
xiaoming.num = 1;
xiaoming.age = 18.0;
xiaoming.score = 100;
free(xiaoming.name);

所以日常代码编写中需要注意这些，我的观点是：按照上述方法，先对指针申请内存，然后再赋值。

当然，万事没有绝对，需要视情况而定，下列情况，你也可以直接将字符串赋给指针

确认指针不会有写入操作，只有读操作，且你认为多加一句memcpy语句影响你的代码运行速度了。
确认指针不会有写入操作，只有读操作，且系统没有多余的内存给指针申请了。

3、const关键字

上文既然提到了只读属性，那么我们就再说一下const关键字。大家先看如下代码操作

typedef struct{
  const char *name;  //姓名
  int num;  //学号
  int age;  //年龄
  float score;  //成绩
}stuff_s;
stuff_s xiaoming;
int main(void)
{
  xiaoming.name = (char *)malloc(10);
  memcpy(xiaoming.name,"xiaoming",8);
  xiaoming.name[2] = 'Q';
  xiaoming.num = 1;
  xiaoming.age = 18.0;
  xiaoming.score = 100;
  free(xiaoming.name);
}

指针name前加了const关键字，这段代码在IAR编译器中是根本编译不通过的。

原因很简单，就是因为指针name具有const属性，不能被写入。

所以，在上一节最有一部分说到，当你确认指针不会有写入操作，只有读操作，你可以在这个指针定义前加一个const属性，因为项目代码不是你一个维护的，你设计时认为这个指针只有读操作，就加const，这样别人进行写访问时直接就会在IAR报错，而不会将这个隐藏的隐患遗留在产品中。

当然，上文定义的const char *name;也是不规范的，当这个指针加了const，就应该在指针的名字中体现到，这个不同公司有不同的命名规范，每个人也有每个人的规范，这里不在演示了。

感慨一句话：可以查到别人代码中的bug很牛逼，但自己少写bug更牛逼！

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1、起因

2、解释

3、const关键字

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