为什么编码器将结构指针的值分配给静态结构？

Question

抱歉，如果这是重复的，在这种情况下我找不到正确的关键字来搜索。

这是对我正在处理的一些旧 (MUD) 代码的引用，该代码粘贴在下面。我对下面代码的foo_zero 和*foo = foo_zero 部分的用途感到困惑。这是它在整个代码库中使用的模式。我的猜测是，这是一种无需显式设置即可将foo 的所有成员初始化为零/NULL 的方法。

typedef struct FOO {
    int buzz;
    char *bazz;
} FOO;

FOO *init_foo(void)
{
    static FOO foo_zero;
    FOO *foo;
    
    foo = malloc(sizeof(*foo));
    *foo = foo_zero; // <-- why?
    return foo;
}

Answer 1

是的，线条

static FOO foo_zero;

和

*foo = foo_zero;

安排由init_foo()分配的struct FOO的每个新实例都被初始化，就像有人说的那样

struct FOO new_foo = { 0 };

具体来说，所有整数字段将被初始化为 0，所有浮点字段将被初始化为 0.0，所有指针字段将被初始化为空指针（在 C++ 中又称为 NULL 或 nullptr）。

这是一个很好的技术，因为它比其他技术更简单，严格来说，更便于移植。

在 cmets 中有一个关于做其他可能性的讨论

foo = malloc(sizeof(*foo));
memset(foo, 0, sizeof(*foo));

或

foo = calloc(1, sizeof(*foo));

这两种方法都会将全新的struct FOO 初始化为 all-bits-0。这里的微妙问题 - 如此微妙以至于许多程序员根本不会称之为问题 - 是处理器和/或操作系统理论上可以表示浮点值 0.0 或 null指针，具有除 all-bits-0 以外的位模式。

但如果你在这样的处理器上，那么做

float f = 0;

或

char *p = 0;

会做正确的事，用正确的零值初始化变量，即使它不是全位 0。对于 struct FOO 这样的聚合，做

struct FOO new_foo = { 0 };

等效于用 0 显式初始化其每个成员，这意味着您将获得正确的零值，即使这不是全位 0。最后，任何时候你声明一个具有静态持续时间的变量，如

static FOO foo_zero;

您会得到一个隐式初始化，就像您说的是 = { 0 };，因此默认（静态）初始化也无论如何都会为您提供正确的零值。

如果您仍然对 calloc 的 all-bits-0 保证感到好奇，您可以在 question 7.31 的 C FAQ list 中阅读更多信息。

Answer 2

其实这个声明

static FOO foo_zero;

等价于以下

static FOO foo_zero = { .buzz = 0, .bazz = 0 };

所以在这个赋值语句中

*foo = foo_zero;

指针 foo 指向的对象被初始化为零，与静态变量 foo_zero 相同。

函数返回一个指向零初始化对象的指针。

对于这个简单的情况，如果你不是 malloc，你可以达到几乎相同的效果 用过calloc。

FOO *init_foo(void)
{
    return calloc( 1, sizeof( struct FOO ) );;
}

但有时需要进行重要的初始化。所以你展示的方法是有意义的。例如

struct FOO
{
    size_t n;
    char s[10];
};

struct FOO * init_foo( void )
{
    static struct FOO default_foo = { .n = 6, .s = "Hello" };
    
    struct FOO *foo = malloc( sizeof( *foo ) );
    
    if ( foo ) *foo = default_foo;
    
    return foo;
}

Answer 3

为什么复杂？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

typedef struct {
    int buzz;
    char *bazz;
} FOO;

init_foo() 上面实际上只是返回在堆上创建的新 foo。都干净。所以让我们这样做吧：

static inline FOO * new_foo(void)
{
    return calloc(1,sizeof(FOO));
}

使用与检查：

int main (void)
{
    FOO * foo = new_foo();

   printf("buzz: %d, bazz: %s", foo->buzz, foo->bazz );

   free(foo);

    return 42;
}

Godbolt 显示新的结构 FOO 很好地为空

Program returned: 42
buzz: 0, bazz: (null)