结构体有什么特别之处？

Question

我知道在 C 语言中，我们不能从函数返回数组，而是返回指向数组的指针。但我想知道structs 有什么特别之处，即使它们可能包含数组，它们也可以通过函数返回。

为什么struct 包装使以下程序有效？

#include <stdio.h>

struct data {
    char buf[256];
};

struct data Foo(const char *buf);

int main(void)
{
    struct data obj;
    obj = Foo("This is a sentence.");
    printf("%s\n", obj.buf);
    return 0;
}

struct data Foo(const char *buf)
{
    struct data X;
    strcpy(X.buf, buf);
    return X;
}

Answer 1

问同样问题的更好方法是“数组有什么特别之处”，因为它是附加了特殊处理的数组，而不是structs。

通过指针传递和返回数组的行为可以追溯到 C 的原始实现。数组“衰减”为指针，引起了很多混乱，尤其是在刚接触该语言的人中。另一方面，结构的行为就像内置类型，例如ints、doubles 等。这包括嵌入在struct 中的任何数组，除了flexible array members，它们不会被复制.

Answer 2

首先，引用C11，第 §6.8.6.4 章，return 声明，（强调我的）

如果执行带有表达式的return 语句，则表达式的值为 作为函数调用表达式的值返回给调用者。

返回结构变量是可能的（并且是正确的），因为返回的是结构值。这类似于返回任何原始数据类型（例如返回int）。

另一方面，如果你返回一个数组，通过使用return <array_name>，它本质上返回数组的第一个元素的地址^注意，如果数组是被调用函数的本地数组，则在调用者中无效。所以，以这种方式返回数组是不可能的。

所以，TL;DR，structs 没有什么特殊，特殊之处在于数组。

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注意：

再次引用C11，第 §6.3.2.1 章，（我的重点）

除非它是sizeof 运算符、_Alignof 运算符或 一元 & 运算符，或者是用于初始化数组的字符串文字，具有 type ''array of type'' 被转换为一个类型为 ''pointer to type'' 的表达式，它指向 到数组对象的初始元素，并且不是左值。 [...]

Answer 3

struct 类型没有什么特别之处；就是 array 类型有一些特别之处，可以防止它们直接从函数中返回。

struct 表达式被视为任何其他非数组类型的表达式；它评估为struct 的值。所以你可以做类似的事情

struct foo { ... };

struct foo func( void )
{
  struct foo someFoo;
  ...
  return someFoo;
}

表达式someFoo 求值为struct foo 对象的值；对象的内容从函数返回（即使这些内容包含数组）。

数组表达式的处理方式不同；如果它不是 sizeof 或一元 & 运算符的操作数，或者如果它不是用于在声明中初始化另一个数组的字符串文字，则表达式从类型“array of T”到“指向T”的指针，表达式的值是第一个元素的地址。

所以你不能从函数返回一个数组按值，因为对数组表达式的任何引用都会自动转换为指针值。

Answer 4

默认情况下，结构具有公共数据成员，因此在结构的情况下可以访问 main 中的数据，但不能在类的情况下访问。所以，struct wrapping 是有效的。