关于结构体中指针的一些探讨

2023-02-28

name char 指针

01起因在上篇文章《STM32编程中枚举和结构体的结合》中，有读者对下列代码有疑问复制typedef struct{   char *name;  //姓名   int num; 

01 起因

在上篇文章《STM32编程中枚举和结构体的结合》中，有读者对下列代码有疑问

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。

02 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); 
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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"; 
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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]; 
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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'; 
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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); 
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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。

03 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); 
} 
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