00. 目錄

文章目錄

• • 00. 目錄
  • 01. 初始化概述
  • 02. 指定初始化數組元素
  • 03. 指定初始化結構體成員變量
  • 04. Linux內核中應用
  • 05. 初始化總結
  • 06. 附錄

01. 初始化概述

在標準 C 中，當我們定義并初始化一個數組時，常用方法如下：

int a[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};

按照這種固定的順序，我們可以依次給 a[0] 和 a[8] 賦值。因為沒有對 a[9] 賦值，所以編譯器會將 a[9] 默認設置為0。當數組長度比較小時，使用這種方式初始化比較方便。當數組比較大，而且數組里的非零元素并不連續時，這時候再按照固定順序初始化就比較麻煩了。

比如，我們定義一個數組 b[100]，其中 b[10]、b[30] 需要初始化，如果還按照前面的固定順序初始化，{}中的初始化數據中間可能要填充大量的0，比較麻煩。

那怎么辦呢？C99 標準改進了數組的初始化方式，支持指定任意元素初始化，不再按照固定的順序初始化。

int a[100] ={ [10] = 1, [30] = 2};

通過數組索引，我們可以直接給指定的數組元素賦值。除此之外，一個結構體變量的初始化，也可以通過指定某個結構體域直接賦值。

因為 GNU C 支持 C99 標準，所以 GCC 編譯器也支持這一特性。甚至早期不支持 C99，只支持 C89 的 GCC 編譯器版本，這一特性也被當作一個 GCC 編譯器的擴展特性來提供給程序員使用。

02. 指定初始化數組元素

在 GNU C 中，通過數組元素索引，我們就可以給某個指定的元素直接賦值。

程序示例

#include <stdio.h>int main(void) {int i = 0;int a[10] = {[3] = 3, [5] = 5, [8] = 8};for (i = 0; i < 10; i++){printf("a[%d] = %d\n", i, a[i]);}return 0; }

執行結果

deng@itcast:~/tmp$ gcc 2array.c deng@itcast:~/tmp$ ./a.out a[0] = 0 a[1] = 0 a[2] = 0 a[3] = 3 a[4] = 0 a[5] = 5 a[6] = 0 a[7] = 0 a[8] = 8 a[9] = 0

在{ }中，我們通過下表3對數組元素索引，就可以直接給 a[3] 賦值了。這里有個細節注意一下，就是各個賦值之間用逗號 “,” 隔開，而不是使用分號“；”。

如果我們想給數組中某一個索引范圍的數組元素初始化，可以采用下面的方式。

程序示例

#include <stdio.h>int main(void) {int i = 0;//注意 ...之間不能有空格int a[10] = {[0 ... 4] = 1, [5 ... 9] = 2};for (i = 0; i < 10; i++){printf("a[%d] = %d\n", i, a[i]);}return 0; }

執行結果

deng@itcast:~/tmp$ gcc 2array.c deng@itcast:~/tmp$ ./a.out a[0] = 1 a[1] = 1 a[2] = 1 a[3] = 1 a[4] = 1 a[5] = 2 a[6] = 2 a[7] = 2 a[8] = 2 a[9] = 2

在這個程序中，我們使用 [0 … 4] 表示一個索引范圍，相當于給 a[0] 到 a[4] 之間的5個數組元素賦值為1。

GNU C 支持使用 … 表示范圍擴展，這個特性不僅可以使用在數組初始化中，也可以使用在 switch-case 語句中。比如下面的程序：

程序示例

#include <stdio.h>int main(void) {int i = 3;switch(i){case 1:printf("1\n");break;case 2 ... 8:printf("2...8\n");break;case 9:printf("9\n");default:printf("default\n");break;}return 0; }

執行結果

deng@itcast:~/tmp$ gcc 3case.c deng@itcast:~/tmp$ ./a.out 2...8

在這個程序中，當 case 值為2到8時，都執行相同的 case 分支，可以通過 case 2 … 8: 的形式來簡化代碼。這

溫馨提示

… 和其兩端的數據范圍2和8之間也要空格，不能寫成2…8的形式，否則編譯就會通不過。

03. 指定初始化結構體成員變量

跟數組類似，在標準 C 中，結構體變量的初始化也要按照固定的順序。在 GNU C 中我們也可以通過結構域來初始化指定某個成員。

程序示例

#include <stdio.h>typedef struct _stu_t {int id;int age;char sex; }stu_t;int main(void) {stu_t s1 = {1, 18, 'M'};stu_t s2 = {.id = 2,.age = 24,.sex = 'F'};printf("s1 id:%d age: %d sex: %c\n", s1.id, s1.age, s1.sex);printf("s2 id:%d age: %d sex: %c\n", s2.id, s2.age, s2.sex);return 0; }

執行結果

deng@itcast:~/tmp$ gcc 4struct.c deng@itcast:~/tmp$ ./a.out s1 id:1 age: 18 sex: M s2 id:2 age: 24 sex: F

在程序中，我們定義一個結構體類型 stu_t，然后分別定義兩個結構體變量 s1和 s2。初始化 s1時，我們采用標準 C 的初始化方式，即按照固定順序直接初始化。初始化 s2時，我們采用 GNU C 的初始化方式，通過結構域名 .name 和 .age，我們就可以給結構體變量的某一個指定成員直接賦值。非常方便。

04. Linux內核中應用

在 Linux 內核驅動中，大量使用 GNU C 的這種指定初始化方式，通過結構體成員來初始化結構體變量。比如在字符驅動程序中，我們經常見到這樣的初始化：

static const struct file_operations ab3100_otp_operations = { .open = ab3100_otp_open,.read = seq_read,.llseek = seq_lseek,.release = single_release, };

在驅動程序中，我們經常使用 file_operations 這個結構體變量來注冊我們開發的驅動，然后以回調的方式來執行我們驅動實現的相關功能。結構體 file_operations 在 Linux 內核中的定義如下：

struct file_operations {struct module *owner;loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*read_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);ssize_t (*write_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);int (*iopoll)(struct kiocb *kiocb, bool spin);int (*iterate) (struct file *, struct dir_context *);int (*iterate_shared) (struct file *, struct dir_context *);__poll_t (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);unsigned long mmap_supported_flags;int (*open) (struct inode *, struct file *);int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);int (*release) (struct inode *, struct file *);int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync);int (*fasync) (int, struct file *, int);int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int);unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);int (*check_flags)(int);int (*setfl)(struct file *, unsigned long);int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *);ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int);ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int);int (*setlease)(struct file *, long, struct file_lock **, void **);long (*fallocate)(struct file *file, int mode, loff_t offset,loff_t len);void (*show_fdinfo)(struct seq_file *m, struct file *f); #ifndef CONFIG_MMUunsigned (*mmap_capabilities)(struct file *); #endifssize_t (*copy_file_range)(struct file *, loff_t, struct file *,loff_t, size_t, unsigned int);loff_t (*remap_file_range)(struct file *file_in, loff_t pos_in,struct file *file_out, loff_t pos_out,loff_t len, unsigned int remap_flags);int (*fadvise)(struct file *, loff_t, loff_t, int); } __randomize_layout;

結構體 file_operations 里面定義了很多結構體成員，而在這個驅動中，我們只初始化了部分成員變量，通過訪問結構體的成員來指定初始化，非常方便。

05. 初始化總結

指定初始化方式，不僅使用靈活，而且還有一個好處就是：代碼易于維護。尤其是在 Linux 內核這種大型項目中，幾萬個文件，幾千萬的代碼量，當成百上千個文件都使用 file_operations 這個結構體類型來定義變量并初始化時，那么一個很大的問題就來了：如果采用標準 C 那種按照固定順序賦值，當我們的 file_operations 結構體類型發生改變時，如添加成員、減少成員、調整成員順序，那么使用該結構體類型定義變量的大量 C 文件都需要重新調整初始化順序，牽一發而動全身，想想這是多么可怕！

我們通過指定初始化方式，就可以避免這個問題。無論file_operations 結構體類型如何變化，添加成員也好、減少成員也好、調整成員順序也好，都不會影響其它文件的使用。

06. 附錄

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【嵌入式】C语言高级编程-数组和结构体初始化(02)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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