C語言函數可以返回指針、結構體,為什么不能返回數組? 下面一步一步來分析:
1
函數不能返回數組
在C語言程序開發中,我們不可以編寫下面這樣的代碼:
char f(void)[8] { char ret; // 。..fill.。. return ret;}
int main(int argc, char ** argv){ char obj_a[10]; obj_a = f();}
2
函數可以返回結構體
上面代碼其實就是不能在C語言函數中返回數組。但是如果將數組定義在結構體里面,就可以將其返回了,例如下面這段C語言代碼,請看:
struct s{ char arr[10]; };
struct s f(void){ struct s ret; // 。..fill.。. return ret;}
int main(int argc, char ** argv){ struct s obj_a; obj_a = f();}
結構體 s 只有一個數組成員 arr,顯然,函數可以返回結構體,即使結構體只有一個數組成員,這是為什么呢?
3
C語言沒有嚴格意義上的“數組類型”
基本上,C語言中的數據結構可以分為兩類,第一類數據結構可以被賦值,而第二類數據結構不可以被賦值,數組屬于第二類數據結構。
除了數組,還有其他第二類數據結構嗎?我想基本上沒有了,除非把函數算上。
與函數不能返回數組密切相關的事實是,C語言沒有嚴格意義上的“數組類型”。可能從C語言代碼角度來看,似乎有數組類型的變量。
但是如果嘗試將該變量像其他變量一樣使用,得到的實際上是指向數組第一個元素的指針。例如下面這段C語言代碼:
char a[10], b[10];a = b;
這并不能把數組 b 的內容拷貝給數組 a,實際上,上面兩行C語言代碼相當于下面這一行:
a = &b[0];
顯然,左邊是數組 a,而右邊其實是一個指針。即使數組在某種程度上可以看作能夠被賦值,但我們有很大幾率得到類型不匹配,例如下面這段C語言代碼:
a = f();
這里假設 f() 是一個返回數組的函數,它的核心C語言代碼如下:
char ret[10];/* 。.. fill 。.. */return ret;
不過按照前面所說的,其實上面的返回語句相當于下面這一句:
return &ret[0];
同樣的,我們若是嘗試將數組賦值給 a,最終實際得到仍然是將指針賦值給 a,熟悉C語言語法的讀者應該能夠看出不妥之處。
4
為什么把數組塞入結構體,情況就不同了呢
上面提到,雖然C語言的數組不可以被賦值,但是將其塞入結構體就可以賦值了。這是什么原因呢?
其實,這涉及到C語言的設計初衷,以及相關的一些發展歷史了。C語言在語法和語義上與機器硬件很接近,它的基本操作可以被編譯為一個或者幾個機器指令,占用若干個處理器周期。
C語言中的數組是特殊的,它與指針一直都是非常曖昧的。這種曖昧的關系從C語言的前身B語言就開始了,并一直延續至今,而今天的結構體語法最初并不是包含在C語言中的。
因為C語言數組與指針的曖昧關系,編譯器也很難區分它們,所以我們不可能為C語言數組賦值。而且由于“賦值”操作也屬于C語言的基本操作,為了貼合硬件,要求其必須在幾個處理器周期完成,所以單個的“賦值”運算符 = 基本上不可能擴展到需要幾千乃至幾萬個機器周期,以對成千上萬個數組元素賦值。
基于這樣的原理,早期的C語言其實連結構體賦值都是不支持的。
到這里,相信不少讀者又有疑問了,既然C語言的基本操作需要控制在少量的機器周期內,那為什么結構體賦值卻是支持的呢?畢竟C語言中的結構體也是可以包含多個字節信息的。
5
C語言中的結構體也可包含多個字節信息
正如上面所說,早期的C語言的確不支持結構體賦值,但是在后來的發展中卻增加了結構體賦值能力。對此只能說是結構體幸運,“將C語言基本操作控制在少量機器周期內”只是一個準則,而不是限制。
要知道,C語言結構體通常很小,只有幾十到幾百字節,增加結構體賦值能力無疑能夠大大方便程序員編寫代碼。大多數情況下,結構體賦值操作并不會嚴重“超時”,這其實是一種平衡。
我之前的文章曾經討論過,程序設計語言一般都要處理一個天平,天平的兩端分別是機器和程序員,如果追求極致的機器效率,將編程語言設計的十分精簡,那么程序員就會非常痛苦。因此,即使是C語言,在追求高效率的同時,也要兼顧程序員的感受,所以稍稍違背一些設計準則,增加一些便利操作也是無可厚非的。
6
小結
C語言不支持數組賦值,更多的原因是C語言本身的特點(貼合硬件)以及一些歷史原因。不過,如果真的希望對數組賦值,也是有一些技巧的,例如將數組塞入結構體。這一點我之前的文章已經討論過,不再贅述了。
原文標題:C語言函數為什么不能返回數組?
文章出處:【微信公眾號:strongerHuang】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
責任編輯:haq
-
C語言
+關注
關注
180文章
7614瀏覽量
137408 -
函數
+關注
關注
3文章
4345瀏覽量
62867
原文標題:C語言函數為什么不能返回數組?
文章出處:【微信號:strongerHuang,微信公眾號:strongerHuang】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論