什么是不完全类型？

时间：2020-10-29 08:53:41

关键字： C语言嵌入式

[导读]C/C++中不完全类型有三种不同形式：void、未指定长度的数组以及具有非指定内容的结构和联合。使用不完全类型的指针或引用，不需要知道类型的全部内容。

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C语言类型

C的类型分为：

对象类型(char、int、数组、指针、结构体等)
函数类型
不完全类型

什么是不完全类型？

C/C++中不完全类型有三种不同形式：void、未指定长度的数组以及具有非指定内容的结构和联合。使用不完全类型的指针或引用，不需要知道类型的全部内容。比如：

我们常用以下方式声明数组：

extern int array[];

此时的array就是一个不完全类型的数组，一般这样的数组声明会放在.h中，而其定义放在.c中，在定义的时候在给出数组的具体长度，若之后有需要改变数组的长度时，直接改.c里的就可以，对外的.h就保持原样不用修改。

用数组来说明可能还是有点不太好理解，下面我们用结构体的例子来做说明。

在此之前，我们先思考一个问题，我们的结构体实体是在头文件中定义还是源文件中定义呢？

实际上，在头文件、源文件中定义都可以。

下面我们以一个动态数组的管理为例来做一些演示说明。

在此之前，有必要认识一下动态数组（以下说明来自百度百科）：

动态数组，是相对于静态数组而言。静态数组的长度是预先定义好的，在整个程序中，一旦给定大小后就无法改变。而动态数组则不然，它可以随程序需要而重新指定大小。

动态数组的内存空间是从堆（heap）上分配（即动态分配）的。是通过执行代码而为其分配存储空间。当程序执行到这些语句时，才为其分配。程序员自己负责释放内存。使用动态数组的优点是可以根据用户需要，有效利用存储空间。

（1）结构体实体定义在头文件中

比如我们本次的demo有如下三个文件：

此时dynamic_array.h的内容如下：

我们创建了一些接口函数来操作DA对象，我们希望他人可以使用我们的这些接口来操作数据。并且，一般我们使用其它人写的代码时，一般也是优先找到相关头文件，然后调用头文件里提供的对外接口函数。

但是，从这个头文件中，我们不仅仅看到了一些对外接口，还可以看到结构体实体。于是乎，可能就有些人写出这样的代码：

命名有接口可以用，却偏偏有人喜欢直接操作数据，这是比较容易出错的做法。而且此时调用者推锅的理由很充足：你暴露数据给我，我为什么不可以直接操控你的数据，我就不喜欢用你提供的接口，咋的。。。

所以dynamic_array.h的提供者还是得背锅。

（2）结构体实体定义在源文件中

为了不被推锅，我们把我们的头文件改为：

此时，这里的dynamic_array_def结构类型就是一个不完全类型。

我们把结构体实体定义挪到源文件中，这时候调用者看不到dynamic_array_def里有什么数据了，间接地就可以强迫调用者使用我们提供的接口了。此时如果出问题被推锅，那我们也乐意接锅，乐意查找问题呀。

不完全类型起到了数据隐藏的作用，用户可以在头文件中看到不包含具体细节的结构体，具体细节及实现隐藏在.c中。因为如果太多细节暴露给用户，则用户可能会依赖这些细节，一旦细节发生变化，则用户代码可能会失效。

关于数据抽象与封装也可查看往期笔记：C语言对象编程第一弹：封装与抽象

最后，顺便贴一下本demo工程完整代码，有需要的朋友自取：

dynamic_array.h：

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#ifndef __DYNAMIC_ARRAY_H
#define __DYNAMIC_ARRAY_H

/* 结构体“重命名” */
typedef struct dynamic_array dynamic_array_def;

/* 初始化dynamic_array */
dynamic_array_def *DA_Init(void);

/* 销毁dynamic_array */
void DA_Clean(dynamic_array_def *pThis);

/* 设置dynamic_array长度 */
void DA_SetSize(dynamic_array_def *pThis, unsigned len);

/* 获取dynamic_array长度 */
unsigned DA_GetSize(dynamic_array_def *pThis);

/* 设置dynamic_array某元素的值 */
int DA_SetValue(dynamic_array_def *pThis, unsigned index, int value);

/* 获取dynamic_array某元素的值 */
int DA_GetValue(dynamic_array_def *pThis, unsigned index, int *pValue);

#endif

dynamic_array.c：

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#include "dynamic_array.h"
#include 

/* 创建一个动态数组结构体模板 */
struct dynamic_array
{
    int *array;
    unsigned len;
};

/* 初始化dynamic_array */
dynamic_array_def *DA_Init(void)
{
    dynamic_array_def *pArray = malloc(sizeof(dynamic_array_def));

    pArray->array = NULL;
    pArray->len = 0;
}

/* 销毁dynamic_array */
void DA_Clean(dynamic_array_def *pThis)
{
    free(pThis->array);
    pThis->len = 0;
    free(pThis);
}

/* 设置dynamic_array长度 */
void DA_SetSize(dynamic_array_def *pThis, size_t len)
{
    pThis->len = len;
    pThis->array = (int*)realloc(pThis->array, pThis->len*sizeof(int));
}

/* 获取dynamic_array长度 */
size_t DA_GetSize(dynamic_array_def *pThis)
{
    return pThis->len;
}

/* 设置dynamic_array某元素的值 */
int DA_SetValue(dynamic_array_def *pThis, size_t index, int value)
{
    if (index > pThis->len)
    {
        return -1;
    }

    pThis->array[index] = value;
    return 0;
}

/* 获取dynamic_array某元素的值 */
int DA_GetValue(dynamic_array_def *pThis, size_t index, int *pValue)
{
    if (index > pThis->len)
    {
        return -1;
    }

    *pValue = pThis->array[index];
    return 0;
}

main.c

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#include 
#include 
#include "dynamic_array.h"

int main(void)
{
    int arr_elem = 0;

    /* 初始化一个动态数组 */
 dynamic_array_def *pArray = DA_Init();

    /* 设置数组长度为10 */
    DA_SetSize(pArray, 10);

    /* 给数组元素赋值 */
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        DA_SetValue(pArray, i, i);
    }

    /* 遍历数组元素并打印 */
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        DA_GetValue(pArray, i, &arr_elem);
        printf("%d ", arr_elem);
    }
    
    /* 数组清理 */
    DA_Clean(pArray);
    
    return 0;
}