一、前言

昨天在編譯代碼的時候，之前一直O(jiān)K的一個地方，卻突然出現(xiàn)了好幾個 Warning！

本著強迫癥要消滅一切警告的做法，最終定位到：是結(jié)構(gòu)體內(nèi)部， 指向結(jié)構(gòu)體類型的指針成員變量導(dǎo)致的問題。

這個問題，也許永遠不會碰到，之所以被我趕上了，應(yīng)該是因為某個時候手賤， 誤碰了鍵盤導(dǎo)致。

下面一一道來。

PS： 我的測試環(huán)境是 Ubuntu16．04－64，編譯器使用系統(tǒng)自帶的 gcc－5．4．0。

二、問題描述

 1． 正常的代碼

比較簡單：結(jié)構(gòu)體 struct ＿Data2＿ 的第 2 個成員變量是一個指針，指向的數(shù)據(jù)類型是結(jié)構(gòu)體 struct ＿Data1＿。

typedef struct ＿Data1＿
｛
   int a；
｝Data1；
typedef struct ＿Data2＿
｛
   int b；
   struct ＿Data1＿ ＊next；
｝Data2；
int main（）
｛
   Data1 d1 ＝ ｛1｝；
   Data2 d2 ＝ ｛2， ＆d1｝；
   printf（＂d1 ＝ ％p ＂， ＆d1）；
   printf（＂d2 ＝ ％p ＂， ＆d2）；
｝

編譯、執(zhí)行，都沒有問題：

＄ gcc main．c －m32  －o main
＄ ．／main
d1 ＝ 0xffdc72f0
d2 ＝ 0xffdc72f4
2． 錯誤的代碼

現(xiàn)在我們來模擬誤碰鍵盤操作，把 struct ＿Data2＿ 中 next 成員指向的數(shù)據(jù)類型，改為一個 不存在的結(jié)構(gòu)體：

typedef struct ＿Data2＿
｛
   int b；
   struct ＿Data3＿ ＊next；
｝Data2；

在測試代碼中，struct ＿Data3＿  肯定是不存在的。

好了，現(xiàn)在執(zhí)行編譯指令 gcc main．c －m32  －o main，將會得到什么結(jié)果？

可以停下來稍微 思考一下。

我之前的預(yù)期是：gcc 會 報錯，找不到 struct ＿Data3＿ 這個類型。

實際情況是：

＄ gcc main．c －m32  －o main －I．／
main．c： In function ‘main’：
main．c：18：20： warning： initialization from incompatible pointer type ［－Wincompatible－pointer－types］
    Data2 d2 ＝ ｛2， ＆d1｝；
                   ＾
main．c：18：20： note： （near initialization for ‘d2．next’）
＄ ．／main
d1 ＝ 0xffd8ee70
d2 ＝ 0xffd8ee74

好神奇吧， gcc 居然不報錯！那么我們就按照 gcc 的方式來理解一下。

我們知道，編譯器在遇到一個結(jié)構(gòu)體類型的時候，最重要的就是需要知道結(jié)構(gòu)體類型 所占據(jù)的內(nèi)存空間的大小。

gcc 在遇到 struct ＿Data2＿ 這個字符串時，判斷出它是一個用戶自定義的數(shù)據(jù)類型：結(jié)構(gòu)體 ＿Data2。

gcc 繼續(xù)讀取結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的每一個字符，在讀取到 ＊next 時，知道它是一個 指針。

此時它并并沒確認該指針所指向的數(shù)據(jù)類型是否存在，它只是為 next 保留了  4 個字節(jié)的內(nèi)存空間（32位系統(tǒng)）。

然后 gcc 在解析 Data2 d2 ＝ ｛2， ＆d1｝； 這一行時，就發(fā)現(xiàn) 類型不匹配了：data2 的 next 需要的是 struct ＿Data3＿ 類型的指針，但是賦值的 d1 是 struct ＿Data1＿ 類型，于是給出警告信息。

我們用其他的編譯器試一下：

（1） clang

＄ clang main．c －m32  －o main －I．／
main．c：18：20： warning： incompatible pointer types initializing ＇struct ＿Data3＿ ＊＇ with an expression of type ＇Data1 ＊＇
     （aka ＇struct ＿Data1＿ ＊＇） ［－Wincompatible－pointer－types］
   Data2 d2 ＝ ｛2， ＆d1｝；
                  ＾～～
1 warning generated．
＄ ．／main
d1 ＝ 0xffb1b3a0
d2 ＝ 0xffb1b398

（2） g＋＋

＄ g＋＋ main．c －m32  －o main －I．／
main．c： In function ‘int main（）’：
main．c：18：23： error： cannot convert ‘Data1＊ ｛aka ＿Data1＿＊｝’ to ‘＿Data3＿＊’ in initialization
    Data2 d2 ＝ ｛2， ＆d1｝；

看起來，只有 g＋＋ 進一步確認了 ＿Data3＿ 這個結(jié)構(gòu)體類型不存在！

三、把類型改為 void 指針類型

把 struct ＿Data2＿ 中的 next 成員，改為 指向 void 型的指針，然后在 main 函數(shù)中操作它。

typedef struct ＿Data1＿
｛
   int a；
｝Data1；
typedef struct ＿Data2＿
｛
   int b；
   void ＊next；
｝Data2；
int main（）
｛
   Data1 d1 ＝ ｛1｝；    
   Data2 d2 ＝ ｛2， ＆d1｝；
   Data1 ＊dn ＝ d2．next；
   printf（＂dn－＞a ＝ ％d ＂， dn－＞a）；
｝

編譯、執(zhí)行：

＄ gcc main．c －m32  －o main －I．／
＄ ．／main
dn－＞a ＝ 1

可以看到：Data1 ＊dn ＝ d2．next； 這一行把指向 void 型的 d2．next 賦值給指向Data1型的指針變量 dn，然后在 printf 語句中可以正確地打印出dn中的成員變量a。

這又回到了指針的本質(zhì)： 指針就是一個地址，至于如何來解釋這個地址中的內(nèi)容，這是由定義這個指針時所指定的數(shù)據(jù)類型來決定的

結(jié)合代碼來看：雖然d2．next是一個 void 型指針，但是它的確存儲了一個 地址（變量 d1 的地址）。然后把這個地址賦值給dn 指針，那么通過dn指針來操作該地址內(nèi)的成員時，就取決于在定義dn時所指定的數(shù)據(jù)類型（Data1），因此 dn－＞a 就可以正確的從這個地址中取出前 4 個字節(jié)，然后作為一個int型的數(shù)據(jù)打印出來。

以上代碼，如果使用clang來編譯，結(jié)果也是正確的。

用g＋＋編譯，繼續(xù)報錯：

＄ g＋＋ main．c －m32  －o main －I．／
main．c： In function ‘int main（）’：
main．c：23：20： error： invalid conversion from ‘void＊’ to ‘Data1＊ ｛aka ＿Data1＿＊｝’ ［－fpermissive］
    Data1 ＊dn ＝ d2．next；

如果想讓這個錯誤消除掉，在指針賦值時， 強制轉(zhuǎn)換一下即可（把void型指針強轉(zhuǎn)成Data1型指針，然后再賦值）：

Data1 ＊dn ＝ （Data1 ＊）d2．next；

四、總結(jié)

這里描述的錯誤，幾乎很少遇到，除非是像我一樣誤碰了鍵盤。

不過，從中我們也看到了一個現(xiàn)象：gcc編譯器在面對結(jié)構(gòu)體時，主要關(guān)心的是結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存空間中所占用的空間大小，對其內(nèi)部指向結(jié)構(gòu)體類型的指針，并沒有嚴格的檢查是否存在，g＋＋ 在這一點就做的嚴謹一些了。