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在 C 中将一个结构分配给另一个结构

您可以将结构的一个实例分配给另一个实例,如下所示:

struct Test t1;
struct Test t2;
t2 = t1;

我已经看到它适用于简单结构,但它适用于复杂结构吗?
编译器如何知道如何根据数据项的类型复制数据项,即区分 int 和字符串?


f
fabrizioM

是的,如果结构属于同一类型。将其视为内存副本。


请记住,没有深拷贝,指向内存不会被复制。
并发在这里也是一个问题。
@Tim Concurrency 与分配内置类型(如整数和双精度数)相比不再是一个问题 - 分配也不是这些的原子操作。
好的,如果创建了副本,我可以稍后使用 free() 释放内存吗?
@Betlista 您无法使用 free() 释放内存,因为它们是自动变量:en.wikipedia.org/wiki/Automatic_variable
佚名

是的,结构支持赋值。但是,也有问题:

struct S {
   char * p;
};

struct S s1, s2;
s1.p = malloc(100);
s2 = s1;

现在两个结构的指针都指向同一个内存块——编译器不会复制指向的数据。现在很难知道哪个结构实例拥有数据。这就是 C++ 发明用户可定义赋值运算符概念的原因——您可以编写特定代码来处理这种情况。


我提高了它,因为阅读它让我意识到我自己的答案中的错误/遗漏。
+1 指出实际上没有进行任何复制。
为什么这被标记为垃圾邮件?有人失去了对鼠标的控制吗?
@gf 显然也很冒犯!
@rahmanisback anon 的回答对这个话题很清楚:“编译器不会复制 pointed to 数据”。 struct 本身的数据被清楚地复制了。
J
Jérôme Pouiller

首先看这个例子:

下面给出了一个简单的 C 程序的 C 代码

struct Foo {
    char a;
    int b;
    double c;
} foo1, foo2;

void foo_assign(void)
{
    foo1 = foo2;
}

int main(/*char *argv[],int argc*/)
{
    foo_assign();
    return 0;
}

foo_assign() 的等效 ASM 代码是

00401050 <_foo_assign>:
  401050:   55                      push   %ebp
  401051:   89 e5                   mov    %esp,%ebp
  401053:   a1 20 20 40 00          mov    0x402020,%eax
  401058:   a3 30 20 40 00          mov    %eax,0x402030
  40105d:   a1 24 20 40 00          mov    0x402024,%eax
  401062:   a3 34 20 40 00          mov    %eax,0x402034
  401067:   a1 28 20 40 00          mov    0x402028,%eax
  40106c:   a3 38 20 40 00          mov    %eax,0x402038
  401071:   a1 2c 20 40 00          mov    0x40202c,%eax
  401076:   a3 3c 20 40 00          mov    %eax,0x40203c
  40107b:   5d                      pop    %ebp
  40107c:   c3                      ret    

正如您所看到的,在汇编中,赋值被简单地替换为“mov”指令,赋值运算符只是意味着将数据从一个内存位置移动到另一个内存位置。分配只会对结构的直接成员执行此操作,并且当结构中有复杂数据类型时将无法复制。这里的复杂意味着你不能有指针数组,指向列表。

结构中的字符数组本身不适用于大多数编译器,这是因为赋值将简单地尝试复制,甚至无需查看数据类型是否为复杂类型。


您能否详细说明它会失败的条件,因为它似乎总是对我有用
提升这个的唯一原因是这个答案非常具有教育意义。谢谢!
T
Thomas Pornin

这是一个简单的副本,就像您对 memcpy() 所做的那样(事实上,一些编译器实际上会为该代码生成对 memcpy() 的调用)。 C中没有“字符串”,只有指向一堆字符的指针。如果您的源结构包含这样的指针,那么指针会被复制,而不是字符本身。


好的,所以编译器将其转换为 memcpy,请参见此处:godbolt.org/z/nPxqWc - 但是现在如果我传递相同的指针 ab,并且 *a = *b 被转换为未定义行为的 memcpy,因为对于 memcpy “内存区域不能重叠。” (引用手册页)。那么编译器在使用 memcpy 时是错误的,还是我在编写这样的作业时是错误的?
C
Clifford

您的意思是“复数”,即具有实部和虚部的复数吗?这似乎不太可能,所以如果不是,您必须举一个例子,因为“复杂”在 C 语言方面没有任何具体含义。

您将获得结构的直接内存副本;这是否是您想要的取决于结构。例如,如果结构包含一个指针,则两个副本将指向相同的数据。这可能是也可能不是您想要的;这取决于您的程序设计。

要执行“智能”复制(或“深度”复制),您需要实现一个函数来执行复制。如果结构本身包含指针和结构也包含指针,并且可能是指向此类结构的指针(也许这就是您所说的“复杂”),那么这可能很难实现,并且很难维护。简单的解决方案是使用 C++ 为每个结构或类实现复制构造函数和赋值运算符,然后每个都负责自己的复制语义,您可以使用赋值语法,并且更易于维护。


D
Dean P

是的,您可以使用简单的赋值语句将结构的一个实例分配给另一个实例。

在非指针或非指针包含结构成员的情况下,赋值意味着复制。

在指针结构成员的情况下,赋值意味着指针将指向另一个指针的相同地址。

让我们亲眼看看:

#include <stdio.h>

struct Test{
    int foo;
    char *bar;
};

int main(){
    struct Test t1;
    struct Test t2;
    t1.foo = 1;
    t1.bar = malloc(100 * sizeof(char));
    strcpy(t1.bar, "t1 bar value");
    t2.foo = 2;
    t2.bar = malloc(100 * sizeof(char));
    strcpy(t2.bar, "t2 bar value");
    printf("t2 foo and bar before copy: %d %s\n", t2.foo, t2.bar);
    t2 = t1;// <---- ASSIGNMENT
    printf("t2 foo and bar after copy: %d %s\n", t2.foo, t2.bar);
    //The following 3 lines of code demonstrate that foo is deep copied and bar is shallow copied
    strcpy(t1.bar, "t1 bar value changed");
    t1.foo = 3;
    printf("t2 foo and bar after t1 is altered: %d %s\n", t2.foo, t2.bar);
    return 0;
}