什么是指定初始化

在標(biāo)準(zhǔn) C 中，當(dāng)我們定義并初始化一個(gè)數(shù)組時(shí)，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?yàn)闆]有對(duì) a[9] 賦值，所以編譯器會(huì)將 a[9] 默認(rèn)設(shè)置為0。當(dāng)數(shù)組長度比較小時(shí)，使用這種方式初始化比較方便。當(dāng)數(shù)組比較大，而且數(shù)組里的非零元素并不連續(xù)時(shí)，這時(shí)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(gè)數(shù)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(shù)據(jù)中間可能要填充大量的0，比較麻煩。

那怎么辦呢？C99 標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)了數(shù)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 b[100] ={ [10] = 1, [30] = 2};

通過數(shù)組索引，我們可以直接給指定的數(shù)組元素賦值。除此之外，一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的初始化，也可以通過指定某個(gè)結(jié)構(gòu)體域直接賦值。

因?yàn)?GNU C 支持 C99 標(biāo)準(zhǔn)，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(dāng)作一個(gè) GCC 編譯器的擴(kuò)展特性來提供給程序員使用。

指定初始化數(shù)組元素

在 GNU C 中，通過數(shù)組元素索引，我們就可以給某個(gè)指定的元素直接賦值。

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

在{ }中，我們通過 [10] 數(shù)組元素索引，就可以直接給 a[10] 賦值了。這里有個(gè)細(xì)節(jié)注意一下，就是各個(gè)賦值之間用逗號(hào) “,” 隔開，而不是使用分號(hào)“；”。

如果我們想給數(shù)組中某一個(gè)索引范圍的數(shù)組元素初始化，可以采用下面的方式。

int main(void)
{
int b[100] = { [10 ... 30] = 1,
    [50 ... 60] = 2 };
for(int i=0; i<100; i++)
 {
   printf("%d  ", a[i]);
   if( i % 10 == 0)   
       printf("\\n");
 }
return0;
}

在這個(gè)程序中，我們使用 [10 ... 30] 表示一個(gè)索引范圍，相當(dāng)于給 a[10] 到 a[30] 之間的20個(gè)數(shù)組元素賦值為1。

GNU C 支持使用 ... 表示范圍擴(kuò)展，這個(gè)特性不僅可以使用在數(shù)組初始化中，也可以使用在 switch-case 語句中。比如下面的程序：

#include
int main(void)
{
 int i = 4;
 switch(i)
 {
 case 1:printf("1\\n");
        break;
 case 2 ... 8:printf("%d\\n",i);
        break;
 case 9:printf("9\\n");
        break;
 default:printf("default!\\n");
        break;
 }
 return 0;
}

在這個(gè)程序中，當(dāng) case 值為2到8時(shí)，都執(zhí)行相同的 case 分支，可以通過 case 2 ... 8: 的形式來簡化代碼。這里同樣也有一個(gè)細(xì)節(jié)需要注意，就是 ... 和其兩端的數(shù)據(jù)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(huì)通不過。

指定初始化結(jié)構(gòu)體成員變量

跟數(shù)組類似，在標(biāo)準(zhǔn) C 中，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)域來初始化指定某個(gè)成員。

struct student
{
  char name[20];
  int age;
};
 int main(void)
{
   struct student 
          stu1={ "wit",20 };
   printf("%s:%d\\n", \\
        stu1.name,stu1.age);
   struct student stu2=
    {
        .name = "wanglitao",
        .age  = 28
    };
   printf("%s:%d\\n", \\
       stu2.name,stu2.age);
   return 0;
}

在程序中，我們定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型 student，然后分別定義兩個(gè)結(jié)構(gòu)體變量 stu1 和 stu2。初始化 stu1 時(shí)，我們采用標(biāo)準(zhǔn) C 的初始化方式，即按照固定順序直接初始化。初始化 stu2 時(shí)，我們采用 GNU C 的初始化方式，通過結(jié)構(gòu)域名 .name 和 .age，我們就可以給結(jié)構(gòu)體變量的某一個(gè)指定成員直接賦值。非常方便。

Linux 內(nèi)核驅(qū)動(dòng)注冊

在 Linux 內(nèi)核驅(qū)動(dòng)中，大量使用 GNU C 的這種指定初始化方式，通過結(jié)構(gòu)體成員來初始化結(jié)構(gòu)體變量。比如在字符驅(qū)動(dòng)程序中，我們經(jīng)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(qū)動(dòng)程序中，我們經(jīng)常使用 file_operations 這個(gè)結(jié)構(gòu)體變量來注冊我們開發(fā)的驅(qū)動(dòng)，然后以回調(diào)的方式來執(zhí)行我們驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的相關(guān)功能。結(jié)構(gòu)體 file_operations 在 Linux 內(nèi)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 *,char __user *, size_t, loff_t *);
int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode *, struct file *);
 };

結(jié)構(gòu)體 file_operations 里面定義了很多結(jié)構(gòu)體成員，而在這個(gè)驅(qū)動(dòng)中，我們只初始化了部分成員變量，通過訪問結(jié)構(gòu)體的成員來指定初始化，非常方便。

指定初始化的好處

這種指定初始化方式，不僅使用靈活，而且還有一個(gè)好處就是：代碼易于維護(hù)。尤其是在 Linux 內(nèi)核這種大型項(xiàng)目中，幾萬個(gè)文件，幾千萬的代碼量，當(dāng)成百上千個(gè)文件都使用 file_operations 這個(gè)結(jié)構(gòu)體類型來定義變量并初始化時(shí)，那么一個(gè)很大的問題就來了：如果采用標(biāo)準(zhǔn) C 那種按照固定順序賦值，當(dāng)我們的 file_operations 結(jié)構(gòu)體類型發(fā)生改變時(shí)，如添加成員、減少成員、調(diào)整成員順序，那么使用該結(jié)構(gòu)體類型定義變量的大量 C 文件都需要重新調(diào)整初始化順序，牽一發(fā)而動(dòng)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(gè)問題。無論file_operations 結(jié)構(gòu)體類型如何變化，添加成員也好、減少成員也好、調(diào)整成員順序也好，都不會(huì)影響其它文件的使用。有了指定初始化，再也不用加班修改代碼了，媽媽再也不用擔(dān)心我們整日加班，不回家吃飯了，多好！

備注

本教程是《C語言嵌入式Linux高級(jí)編程》第5期：Linux內(nèi)核中的GNU C語法擴(kuò)展，文本預(yù)覽版，如果想系統(tǒng)學(xué)習(xí)Linux內(nèi)核中的各種GNU C擴(kuò)展及使用技巧，可百度搜索：“王利濤”，到51CTO學(xué)院或CSDN學(xué)院點(diǎn)擊相關(guān)課程即可開始系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

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