为什么我的结构必须声明为指针？答案

【问题标题】：Why does my struct have to be declared as a pointer?为什么我的结构必须声明为指针？
【发布时间】：2016-07-04 00:28:07
【问题描述】：

我正在学习如何创建头文件和分离实现，同时也开始学习如何创建链表。我创建了linked_list.h、linked_list.c 和main.c 文件。在main.c 中，尝试创建我键入定义的结构时出现错误，除非我将其创建为指针，否则它可以工作。我不明白这是为什么，有人可以解释一下吗？

linked_list.h:

#ifndef LINKED_LIST_H_
#define LINKED_LIST_H_

typedef struct ListNode_ ListNode;

#endif // LINKED_LIST_H_

linked_list.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "linked_list.h"

struct ListNode_ {
    int data;
    ListNode *next;
};

main.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "linked_list.h"

int main() {

    ListNode node1; // why can't I do this?
    ListNode *node2;    // but this works
}

【问题讨论】：

由于main.c 不包含struct ListNode_ 的定义，因此您无法在该翻译单元中创建该类型的对象。
将您的ListNode_ 结构定义移动到.h 文件。请参阅this answer 以了解有关应将哪些信息存储在头文件中的更多信息。
@jake 通常你会将在linkedlist中运行的函数放在linkedlist.c中，例如add、remove等。在linkedlist.h中你放置结构声明和函数原型声明.
请参阅：What is an opaque pointer in C、Why should we typedef a struct so often in C 和 typedef struct vs struct definitions — 可能还有其他人。
“翻译单元”只是一个源文件加上源文件包含的头文件和其他文件的内容。当您要求它编译单个源文件时，它是编译器考虑的完整代码集。

标签： c pointers struct header typedef

【解决方案1】：

这是因为尽管已经声明了 ListNode 和 ListNode_，但只定义了 ListNode_。编译器不知道 ListNode 对象可以包含什么或做什么。

是的，您可以拥有指向 ListNode 的指针。但是，您不能使用它们。尝试输入

//ListNode node1; // why can't I do this?
ListNode *node2;    // but this works
node2->foo();

您将收到关于不完整类型的相同编译错误消息。只需将指针存储在某个地方就可以了，因为它毕竟只是一个地址，程序只需要知道它指向什么。

是的，你没有使用 node1，但它仍然给你一个错误。为什么？因为程序将自动为 node1 分配空间，并且它不知道该空间应该是多少。更不用说它应该自动调用它的构造函数，这又是没有定义的。

这也是这里的原因

struct ListNode_ {
    int data;
    ListNode *next;
};

你可以拥有那个指针。

我忽略了文件甚至没有正确链接的事实，因为这已在 cmets 中讨论过，无论如何它与这个问题无关。

【讨论】：

【解决方案2】：

由于您使用了多个文件，因此您必须更加小心，以确保所有文件都具有相同的 struct 视图。特别是，您应该考虑在头文件linked_list.h 本身中定义struct ListNode 和typedef，如下所示：

struct Listnode_ {
    int data;
    struct ListNode_ *next;
};

typedef struct Listnode_ Listnode;

你不能声明实际变量的原因是main.c不知道它的结构是什么，所以它不能为它分配内存。但是，您可以声明一个指针，因为所有指针在内部都具有相同的结构，无论它们是什么类型。这称为PIMPLE 概念（指向实现的指针），您可以在其中声明指向某个实现的指针，即使您不知道它是什么——它是C 提供的一种抽象形式。

【讨论】：

【解决方案3】：

当您在main.c 中声明ListNode 时，您需要考虑编译器会做什么。它看到了struct ListNode_ 的typedef，但它在编译main.c 时不知道struct ListNode_ 是什么。要解决此问题，您需要将struct ListNode_ 的定义移动到linked_list.h。

声明指向ListNode 的指针是可行的，因为可以声明一个指向未知大小对象的指针，例如本例中的struct ListNode_。然而，如果你想声明一个完整的ListNode，编译器需要知道它的大小。但是由于编译器是单独编译各个源文件的，所以不知道linked_list.c中的struct ListNode_，从而报错。

【讨论】：