C 指针和结构体

Question

struct person {
  int age;
  char *name;
};
struct person first;
struct person *ptr;

first.age = 21;
char *fullname = "Max Smith";
first.name = fullname;
ptr = &first;

printf("age=%d, name=%s\n", first.age, ptr->name);

我正在尝试可视化指针所发生的情况。

1) 我们创建一个名为 name 的指针，它最初指向 NULL。

2) 我们创建一个 person 的实例，称为first。

3)我们创建一个只能指向“struct person”的指针。

4) 我们将first的实例设置为21岁。

5)我们创建一个指针变量，指向字符串“Max Smith”。

6) 我们首先设置 fullname 变量中保存的值。

7) 我们的 ptr, 指针指向第一个结构中保存的值。

8) 我们打印第一个的年龄，并告诉 ptr 指向它所指向的名称值的结构中的任何值。

我的分析正确吗？

Answer 1

我使用了你的程序并构建了它，添加了一些代码来生成以下内存映射:

       Item        Address   00   01   02   03
       ----        -------   --   --   --   --
"Max Smith"       0x400bd0   4d   61   78   20    Max.
                  0x400bd4   53   6d   69   74    Smit
                  0x400bd8   68   00   61   67    h.ag

      first 0x7fff8c0ded10   15   00   00   00    ....
            0x7fff8c0ded14   ff   7f   00   00    ....
            0x7fff8c0ded18   d0   0b   40   00    ..@.
            0x7fff8c0ded1c   00   00   00   00    ....

  first.age 0x7fff8c0ded10   15   00   00   00    ....

 first.name 0x7fff8c0ded18   d0   0b   40   00    ..@.
            0x7fff8c0ded1c   00   00   00   00    ....

   fullname 0x7fff8c0ded00   d0   0b   40   00    ..@.
            0x7fff8c0ded04   00   00   00   00    ....

        ptr 0x7fff8c0ded08   10   ed   0d   8c    ....
            0x7fff8c0ded0c   ff   7f   00   00    ....

   ptr->age 0x7fff8c0ded10   15   00   00   00    ....

  ptr->name 0x7fff8c0ded18   d0   0b   40   00    ..@.
            0x7fff8c0ded1c   00   00   00   00    ....

请注意，在我的系统上，多字节值以小端顺序存储，因此您需要从下到上、从右到左读取各个字节列。

所以，沿着列表往下看:

1. 字符串文字 "Max Smith"存储为 char 的数组从地址0x400bd0开始。字符串文字的存储使得它们在程序的整个生命周期内都可用(通常位于程序镜像的只读部分中，这就是地址相对于其他变量如此不同的原因)。

2. 结构体实例 first存储在地址0x7fff8c0ded10开始。该实例总共占用 16 个字节。

3. first.age表达式的计算结果为 4 字节 int从与结构实例相同的地址开始并包含整数值 21 (15 十六进制)。

4. first.name表达式的计算结果为 8 字节 char *从地址0x7fff8c0ded18开始并包含字符串文字的地址: 0x0000000000400bd0 (记住，从下到上、从右到左阅读)。

5. 为了满足对齐要求，编译器在 first 之间添加了 4 个“填充”字节。和name成员，从地址 0x7fff8c0ded14 开始。请注意 struct 的大小实例可能大于其成员大小的总和。另请注意，这些填充字节未初始化并包含不确定的值。

6. 变量 fullname是一个 8 字节 char *从地址0x7fff8c0ded00开始，并且它还存储字符串文字的起始地址。

7. 变量 ptr是一个 8 字节 struct person * ，它存储变量first的起始地址。

8. 表达式 ptr->age 取消引用 ptr变量并访问 age所指向对象的成员。在这种情况下，它的评估与 first.age 相同。 。

9. 表达式 ptr->name做与上面相同的事情；它访问 name first的成员实例。

一些注意事项:

当您声明first时没有显式初始化程序的实例， age 的内容和name 不确定；你不能假设age最初为 0 或 name最初是 NULL 。如果您想要这种保证，那么您必须显式初始化声明:

struct person first = {0, NULL}; // or just {0}; partial initialization
                                 // will do the same thing

或声明first具有静态存储持续时间，可以通过添加 static关键字到声明或在文件范围内声明对象(main 或任何其他函数之外)。