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怎样获得C语言结构体成员的长度呢？

 4 years ago
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小明在某个C语言项目开发中定义了一个结构体 parent，该结构体包含一个数组成员 char text[255]，相关C语言代码如下，请看：

typedef struct _parent
{
  float calc ;
  char text[255] ;
  int used ;
} parent_t ;

小明的问题

随后，他发现项目需要定义结构体 child，并且 child 中也需要一个数组成员，不过该数组成员要与 parent 中的 text 成员一样长，有什么办法吗？小明尝试了下面这样的定义方法：

typedef struct _child
{
  char flag ;
  char text[sizeof(parent_t.text)] ;
  int used ;
} child_t ;

但是C语言编译器显然不会接受 parent_t.text 这种“类型名.成员名”的写法，所以小明只能按照下面这种方式定义：

parent_t* dummy ;
typedef struct _child
{
  char flag ;
  char text[sizeof(dummy->text)] ;
  int used ;
} child_t ;

之所以将 dummy 定义为指针，是因为指针的宽度是固定的，无论它索引多长的内存。如果将其定义为普通变量：parent_t dummy; 那么 dummy 显然会占用更多内存空间。

但是这种方法并不好，为了获得 parent_t 结构体中的 text 成员大小，专门定义了 dummy 指针，这显然不够优雅，并且还可能会对C语言程序项目的命名空间产生干扰。那么有什么别的办法吗？

自然是有的，事实上，要实现小明的目的，方法不止一种，下面将介绍几种在C语言程序开发中常用的用于确定结构体成员长度的方法。

使用 define 宏定义

相信读者应该注意到了，小明在定义 parent 结构体的成员 text 长度时，使用的是常数“255”。这种被直接使用数字定义数组的方式，其实是不推荐的，它会为整个C语言项目带来很多不方便，一个最明显的例子就是小明遇到的问题。

另外，直接使用数字定义数组也不利于后期维护。因为一旦后期发现需要修改 text 成员的长度，C语言程序员将不得不回到代码中，修改所有相关的数字。如果有别的代码也使用了 255 这个数字，程序员还得特别小心甄别该处C语言代码是否也需要修改。

因此，在定义数组时，更推荐的做法是使用 define 宏定义。C语言中的 define 宏定义虽然只是简单的替换，但是它可以给被替换者（例如数字）取名，既能为代码带来可读性，又能方便后期维护，同时也能为C语言项目开发本身带来便利。

#define        TEXT_LEN    255

typedef struct _parent
{
  float calc ;
  char text[TEXT_LEN] ;
  int used ;
} parent_t ;

typedef struct _child
{
  char flag ;
  char text[TEXT_LEN] ;
  int used ;
} child_t ;

上述C语言代码使用 define 宏定义定义了 text 成员的长度，可见，这种方式不仅解决了小明的问题，而且在后续的开发中，程序员看到 TEXT_LEN 定义本身，也能明白该宏代表的意义（text长度）。以后要是需要修改 text 的长度，只需修改 TEXT_LEN 宏定义本身就可以了。

使用 define 宏定义并不是正面解决小明的问题，只不过给出了另外一种比较推荐的解决方案而已，有点像耍“小聪明”。有些读者并不喜欢这种方式，那有没有别的解决方法呢？

自然是有的。不知道读者是否还记得，在我之前的一篇文章里，讨论获得结构体成员的偏移量时，曾经定义过类似于下面这样的宏：

#define OFFSET(type, member)      \
    ( (size_t)( &( ((type*)0)->member)  ) )

读者应将注意力放在((type*)0)->member，显然，如果要获取C语言结构体某个成员的长度，可以再结合 sizeof() 关键字，定义下面这样的方法：

#define member_size(type, member) \
    sizeof(((type *)0)->member)

原理是简单的，上述C语言代码中的数字“0”可看作是一个地址，它被强制转换为 type * 指针型，因此可以索引结构体 type 的成员 member。使用 member_size() 方法获得 parent 结构体中的 text 成员长度是简单的，请看下面的C语言代码：

typedef struct _child
{
  char flag ;
  char text[member_size(parent_t, text)] ;
  int used ;
} child_t ;

巧用 typedef

如果读者觉得利用指针繁琐，还有一种方法可以在 child 结构体中定义和 parent 结构体中 text 成员一样长的成员。这个方法是简单的，请看下面的C语言代码：

typedef char description[255];

// 在 parent 和 child 中
description text;

上面这段C语言代码利用 typedef 关键字定义了一个特殊的数据类型 description，该类型为长度等于 255 字节的 char 型数组。此时，只要在 parent 和 child 结构体中定义 text 成员都使用该类型，就能保证 child.text 和 parent.text 一样长了。

应该明白，本节给出的解决小明问题的方法只是抛砖引玉，而且容易看出，这些方法其实都是基础知识的堆积。我在之前的文章中曾说，C语言程序员的工作其实就是堆积木，再复杂的项目也是一点一点堆积起来的。如果我们对每一个基础积木都了如指掌，那么制作任何形状的积木应该都不在话下。


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