C語言中的不完整類型

前述

C語言中存在這樣一種類型，名叫不完整類型(Incomplete types)，雖然我們可能不太理解，或許也沒有仔細研究過，但是在實際的編程中，我們卻已經用到過很多次了。

接下來我們就共同學習一下，內容比較簡單，一看就懂，一學就會。

不完整類型

不完整類型(Incomplete types)是缺少足夠信息來確定該類型對象大小的對象類型，不完整類型可以在翻譯單元的某些點完整。

聽起來可能比較繞口，簡單來說就是，不完整類型是不知道對象所占空間大小，此時是無法使用sizeof()的。但是可以通過后續再補充完整。

不完整類型主要有下面三種。

已聲明但未定義的類類型

內容未知的結構體或聯合體類型。在同一作用域的后面，定義同一結構體或聯合體的內容的聲明能使之完整。

struct?node?{
??struct?node?*next;?//?struct?node?在此點不完整
};?//?struct?node?在此點完整

未知邊界數組

簡單來說就是大小未知的數組，之后指定大小的聲明能使之完整，接下來看一個示例。

#include

extern?int?a[];??//此時a類型為int?[]是不完整類型

void?fun1()?{
??printf("sizeof?a?=?%d\r\n",?sizeof(a));?//?error
??a[0]?=?88;??//OK
}

int?a[3]?=?{1,2,3};??//此時a類型為int?[3]是完整類型

void?fun2()?{
??printf("sizeof?a?=?%d\r\n",?sizeof(a));??//OK
??a[0]?=?3;??//OK
}

int?main(int?argc?,char?**argv)?{
??fun1();
??fun2();
??return?0;
}

如果在fun1函數中打印數組a的長度編譯時就會報如下錯誤:

invalid application of 'sizeof' to incomplete type 'int[]'

因為此時a為不完整類型，即不知道a的長度，所以無法使用sizeof。

但有的小伙伴卻有疑問了，為什么在fun1函數中卻可以設置a[0]的值？

雖然這里使用了數組a，但是它會被轉換成指向其首元素的指針，而且這個轉換并不需要知道數組的大小。

而且C語言也不會檢查數組是否越界，他選擇相信程序員，把重心放在了程序的執行效率上，這也是為什么C語言執行效率高運行快的原因。

感興趣可以參考：為什么C語言執行效率高，運行快？

其實在外部聲明的時候可以完整聲明，例如上述示例我可以改為：extern int a[3];

此時在編譯程序fun1就不會有編譯報錯提示了。

因為數組元素不能具有未知邊界數組類型，所以多維數組只能在第一個維度中有未知邊界：

extern?int?a[][2];?// OK：邊界未知的含有【2 個 int 元素的數組】元素的數組
extern?int?b[2][];?// error：數組有不完整類型

void 類型

可由 CV 限定，有別于其他不完整類型， void 不能補充聲明為完整類型。

總結

不完整類型有三種：

1. void類型(不能被完整)
2. 數組長度未知(可被完整)
3. 已聲明但未定義的類類型(可被完整)

參考鏈接

• https://en.cppreference.com/w/c/language/type
• https://en.cppreference.com/w/cpp/language/type