[C] struct的初始化，拷贝及指针成员的使用技巧

struct是C中重要的ADT。但是在一般讲C的书中，往往只介绍了struct的定义、顺序初始化及位域。
本文将笔者曾经用到的、看到的知识点罗列出来，与大家分享。

为了方便后面的介绍，先定义一个struct类型：
        struct User
        {
            int id;             //id
            char name[100];     //user name
            char *home;         //home directory
            int passwd;         //password
        };


1 初始化
struct数据有3中初始化方法：顺序，C风格及C++风格的乱序。

1）顺序
这种方法很常见，在一般的介绍C的书中都有介绍。顺序初始化的特点是: 按照成员定义的顺序，从前到后逐个初始化；允许只初始化部分成员；在被初始化的成员之前，不能有未初始化的成员；未显示初始化的自动设为0。
eg:
        struct User oneUser = {10, "Lucy", "/home/Lucy"};
初始化之后,oneUser各个成员的值为：
        oneUser.id = 10;
        oneUser.name = "Lucy";
        oneUser.home = "/home/Lucy";
        oneUser.passwd = 0;

2）乱序（C风格）
顺序的缺陷是必须按成员定义的顺序逐个初始化，不能间隔。而乱序的方式则很好的解决了这个问题，因为这种方式是按照成员名进行。
eg:
        struct User oneUser = {
                               .name = "Lucy",
                               .id = 10,
                               .home = "/home/Lucy"
                              };

3）乱序（C++风格）
C++风格的乱序初始化方式跟C风格的一样，只是它更常用在C++代码里。
eg:
        struct User oneUser = {
                               name:"Lucy",
                               id:10,
                               home:"/home/Lucy"
                              };


不论是哪种方式，都允许只初始化部分成员；未被初始化的成员默认为0(指针类型的成员默认为NULL)。两种乱序初始化方法，既可以用在C代码中，也可以用在C++代码中。


2 拷贝
struct有两种拷贝方式，一是直接赋值(=)，另一种是用memcpy等库函数实行内存拷贝。
eg：
        struct Temp a, b;
        //Set value to members of b
        a = b;
        memcpy(&a, &b, sizeof(a));
不管是哪种拷贝方式，都是将以&b开始的，大小为sizeof(struct Temp)的内存区域中的数据，简单地复制到以&a开始的，同样大小的内存区域。所以，这两种方式与按成员赋值是等价的：
        a.id = b.id;
        a.name = b.name;
        a.home = b.home;
        a.passwd = b.passwd;
由此，我们不难看出，上面两种拷贝方式都属于浅拷贝。
            

3 指针成员的两种使用技巧
1) 为多个指针成员同时分配内存
如果一个struct中有多个指针类型的成员，我们通常需要为每个指针逐个成员分配内存空间，并在使用完时释放它们；这样频繁调用malloc/free，难免让人生厌。如果在分配内存之前，每个指针所指向内存区域的大小是确定的，那么，我们可以为所有指针一次性分配内存区域；并在使用完后，一次性释放。
eg:
       struct Inode
       {
          int id;

          char *file;
          int fie_len;

          char *path;
          int path_len;

          char *user;
          int user_len;
       };

       struct Inode data = {
                            .file_len = X,
                            .path_len = Y,
                            .user_len = X
                            };

       //Allocate memory
       data.file = (char *)malloc(data.file_len + data.path_len + data.user_len);
       data.path = data.file + data.file_len;
       data.user = data.path + data.path_len;


       //User
       ...


       //Free memory
       free(data.file);


2）变长数组的另类实现
将下面的定义
       struct File
       {
          TypeA dataA;
          ......
          char *data;
          TypeN dataN;        
       };
改成：
       struct File
       {
          TypeA dataA;
          ......        
          TypeN dataN;  
          char data[0];     
       };
即将指针成员换成大小为0的一维数组, 作为struct的最后一个成员（数据结构的可变部分必须作为最后一个成员），有两个优点：
（1） 在紧邻struct处为data分配内存区域，这样在分配内存后无须为data赋值；
（2） 利用数组的特性，以指针的方式通过越界访问data数组外的内存区域。
eg:
       struct File *pVar = (struct File *)malloc(sizeof(struct File) + DATA_LEN);
       strncpy(pVar->data, "Source data", DATA_LEN);