C语言中的不完整类型

前述

C语言中存在这样一种类型，名叫不完整类型(Incomplete types)，虽然我们可能不太理解，或许也没有仔细研究过，但是在实际的编程中，我们却已经用到过很多次了。

接下来我们就共同学习一下，内容比较简单，一看就懂，一学就会。

不完整类型

不完整类型(Incomplete types)是缺少足够信息来确定该类型对象大小的对象类型，不完整类型可以在翻译单元的某些点完整。

听起来可能比较绕口，简单来说就是，不完整类型是不知道对象所占空间大小，此时是无法使用sizeof()的。但是可以通过后续再补充完整。

不完整类型主要有下面三种。

已声明但未定义的类类型

内容未知的结构体或联合体类型。在同一作用域的后面，定义同一结构体或联合体的内容的声明能使之完整。

struct node {
  struct node *next; // struct node 在此点不完整
}; // struct node 在此点完整

未知边界数组

简单来说就是大小未知的数组，之后指定大小的声明能使之完整，接下来看一个示例。

#include

extern int a[];  //此时a类型为int []是不完整类型

void fun1() {
  printf("sizeof a = %d\r\n", sizeof(a)); // error
  a[0] = 88;  //OK
}

int a[3] = {1,2,3};  //此时a类型为int [3]是完整类型

void fun2() {
  printf("sizeof a = %d\r\n", sizeof(a));  //OK
  a[0] = 3;  //OK
}

int main(int argc ,char **argv) {
  fun1();
  fun2();
  return 0;
}

如果在fun1函数中打印数组a的长度编译时就会报如下错误:

invalid application of 'sizeof' to incomplete type 'int[]'

因为此时a为不完整类型，即不知道a的长度，所以无法使用sizeof。

但有的小伙伴却有疑问了，为什么在fun1函数中却可以设置a[0]的值？

虽然这里使用了数组a，但是它会被转换成指向其首元素的指针，而且这个转换并不需要知道数组的大小。

而且C语言也不会检查数组是否越界，他选择相信程序员，把重心放在了程序的执行效率上，这也是为什么C语言执行效率高运行快的原因。

感兴趣可以参考：为什么C语言执行效率高，运行快？

其实在外部声明的时候可以完整声明，例如上述示例我可以改为：extern int a[3];

此时在编译程序fun1就不会有编译报错提示了。

因为数组元素不能具有未知边界数组类型，所以多维数组只能在第一个维度中有未知边界：

extern int a[][2]; // OK：边界未知的含有【2 个 int 元素的数组】元素的数组
extern int b[2][]; // error：数组有不完整类型

void 类型

可由 CV 限定，有别于其他不完整类型， void 不能补充声明为完整类型。

总结

不完整类型有三种：

1. void类型(不能被完整)
2. 数组长度未知(可被完整)
3. 已声明但未定义的类类型(可被完整)

参考链接

• https://en.cppreference.com/w/c/language/type
• https://en.cppreference.com/w/cpp/language/type