| Contents |

35 Kiểu không hoàn chỉnh (Incomplete Types)

Bạn có thể ngạc nhiên khi biết đoạn này build không lỗi:

extern int a[];

int main(void)
{
    struct foo *x;
    union bar *y;
    enum baz *z;
}

Ta chưa hề cho kích thước của a. Và ta có con trỏ tới struct foo, bar, và baz mà dường như không được khai báo ở đâu cả.

Và cảnh báo duy nhất tôi nhận được là x, y, và z không được dùng.

Đây là các ví dụ về kiểu không hoàn chỉnh (incomplete type).

Kiểu không hoàn chỉnh là kiểu mà kích thước (tức là kích thước sizeof trả về) chưa biết. Cách nghĩ khác là kiểu bạn chưa khai báo xong.

Bạn có thể có con trỏ tới kiểu không hoàn chỉnh, nhưng bạn không thể dereference nó hay dùng số học con trỏ trên nó. Và bạn không thể sizeof nó.

Vậy làm gì được với nó?

35.1 Use case: cấu trúc tự tham chiếu

Tôi chỉ biết một use case thực sự: forward reference tới struct hay union với các cấu trúc tự tham chiếu hay đồng phụ thuộc. (Tôi sẽ dùng struct cho phần còn lại của các ví dụ này, nhưng tất cả đều áp dụng ngang bằng cho union.)

Làm ví dụ kinh điển trước.

Nhưng trước đó, biết điều này! Khi bạn khai báo một struct, struct đó không hoàn chỉnh cho tới khi dấu ngoặc nhọn đóng được tới!

struct antelope {              // struct antelope is incomplete here
    int leg_count;             // Still incomplete
    float stomach_fullness;    // Still incomplete
    float top_speed;           // Still incomplete
    char *nickname;            // Still incomplete
};                             // NOW it's complete.

Thì sao? Trông đủ hợp lý.

Nhưng nếu ta đang làm linked list thì sao? Mỗi node trong linked list cần có tham chiếu tới node khác. Nhưng làm sao tạo tham chiếu tới node khác nếu ta còn chưa khai báo xong cái node luôn?

Sự cho phép của C với kiểu không hoàn chỉnh làm điều đó thành khả thi. Ta không thể khai báo một node, nhưng ta có thể khai báo một con trỏ tới nó, kể cả khi nó chưa hoàn chỉnh!

struct node {
    int val;
    struct node *next;  // struct node is incomplete, but that's OK!
};

Dù struct node chưa hoàn chỉnh ở dòng 3, ta vẫn có thể khai báo một con trỏ tới nó184.

Ta có thể làm tương tự nếu ta có hai struct khác nhau tham chiếu lẫn nhau:

struct a {
    struct b *x;  // Refers to a `struct b`
};

struct b {
    struct a *x;  // Refers to a `struct a`
};

Ta không thể nào tạo được cặp cấu trúc đó nếu không có quy tắc thả lỏng cho kiểu không hoàn chỉnh.

35.2 Thông báo lỗi về kiểu không hoàn chỉnh

Bạn có đang nhận các lỗi kiểu này không?

invalid application of ‘sizeof’ to incomplete type

invalid use of undefined type

dereferencing pointer to incomplete type

Thủ phạm có khả năng nhất: bạn có lẽ quên #include file header khai báo kiểu đó.

35.3 Các kiểu không hoàn chỉnh khác

Khai báo struct hay union không có thân tạo ra kiểu không hoàn chỉnh, ví dụ struct foo;.

enum không hoàn chỉnh cho tới dấu ngoặc nhọn đóng.

void là kiểu không hoàn chỉnh.

Mảng khai báo extern không có kích thước là không hoàn chỉnh, ví dụ:

extern int a[];

Nếu là mảng không-extern không có kích thước có initializer theo sau, nó không hoàn chỉnh cho tới dấu ngoặc nhọn đóng của initializer.

35.4 Use case: mảng trong file header

Có thể hữu ích khi khai báo kiểu mảng không hoàn chỉnh trong file header. Trong trường hợp đó, phần lưu trữ thực (nơi mảng hoàn chỉnh được khai báo) nên ở trong một file .c duy nhất. Nếu bạn đặt nó trong file .h, nó sẽ bị nhân đôi mỗi lần file header được include.

Nên cái bạn có thể làm là tạo một file header với kiểu không hoàn chỉnh tham chiếu tới mảng, như vầy:

// File: bar.h

#ifndef BAR_H
#define BAR_H

extern int my_array[];  // Incomplete type

#endif

Và trong file .c, thực sự định nghĩa mảng:

// File: bar.c

int my_array[1024];     // Complete type!

Rồi bạn có thể include header từ bao nhiêu chỗ tuỳ ý, và mỗi chỗ sẽ tham chiếu tới cùng my_array nằm dưới.

// File: foo.c

#include <stdio.h>
#include "bar.h"    // includes the incomplete type for my_array

int main(void)
{
    my_array[0] = 10;

    printf("%d\n", my_array[0]);
}

Khi compile nhiều file, nhớ chỉ định mọi file .c cho compiler, nhưng không cần file .h, ví dụ:

gcc -o foo foo.c bar.c

35.5 Hoàn chỉnh kiểu không hoàn chỉnh

Nếu bạn có kiểu không hoàn chỉnh, bạn có thể hoàn chỉnh nó bằng cách định nghĩa struct, union, enum, hay mảng hoàn chỉnh trong cùng scope.

struct foo;        // incomplete type

struct foo *p;     // pointer, no problem

// struct foo f;   // Error: incomplete type!

struct foo {
    int x, y, z;
};                 // Now the struct foo is complete!

struct foo f;      // Success!

Lưu ý rằng dù void là kiểu không hoàn chỉnh, không có cách nào hoàn chỉnh nó. Không phải ai đó nghĩ tới chuyện làm cái quái đó. Nhưng nó cũng giải thích tại sao bạn có thể làm cái này:

void *p;             // OK: pointer to incomplete type

và không thể làm cả hai cái này:

void v;              // Error: declare variable of incomplete type

printf("%d\n", *p);  // Error: dereference incomplete type

Biết thêm càng tốt…

| Contents |