Определить структурное поле с циклической ссылкой

Question

У меня есть следующий код, где поле структуры зависит от поля структуры, которое еще не объявлено, поскольку эта структура, в свою очередь, может зависеть от структуры, которую я пытаюсь объявить.

Как я могу проектировать это так что компилирует? Или я упускаю очевидный способ избавиться от структуры объединения для хранения нескольких определений структуры?

typedef struct expression {
    expression_type type;
    union {
        bool_expression bool;
        identifier_expression ident;
        integer_expression _int;
        prefix_expression prefix;
        infix_expression infix;

        // TODO: Fix this
        if_expression _if;
    };
} expression;

typedef struct statement {
    token token;
    identifier name;
    expression * value;
} statement;

typedef struct block_statement {
    token token;
    statement *statements;
} block_statement;

typedef struct if_expression {
    token token;
    expression condition;
    block_statement *consequence;
    block_statement *alternative;
} if_expression;

Answer 1

В этом случае вы не можете.

if_expression содержит expression, который, в свою очередь, содержит if_expression. Если вы решите эту проблему с помощью указателей, вы можете изменить порядок своих определений и использовать struct expression*, чтобы создать указатель на структуру, которая еще не была определена.

Answer 2

Вам лучше удалить typedefs, по крайней мере, на начальном этапе, чтобы вы могли лучше понять свои типы.

Вы должны изменить свои структуры, чтобы указывать (а не включать) другие структуры, например:

struct if_expression {
    /* struct? */ token *token;
    struct expression *condition;
    struct block_statement *consequence;
    struct block_statement *alternative;
}

Конечно, это приведет к разумному использованию вызовов malloc() и free(). В некоторых случаях вы можете позже вернуться к включению (как token выше, так как не ожидается, что оно указывает на другие ваши структуры, а копирование токенов вокруг - возможно, - дешевая операция).

Для цикличность ссылок, которые вы можете пересылать объявления в C, то есть вы говорите компилятору: «эй, есть структура с именем expression, внутреннюю структуру которой вы еще не знаете, но потерпите меня, вы скоро будете»:

struct expression;

---

Если позже вы решите использовать typedef - чтобы ваш код стал более упорядоченным - имейте в виду, что структуры могут иметь имя, а typedefs определяют имена, а эти имена не разделить одно и то же пространство имен. В примерах:

typedef struct {
    /* ...internal structure omited... */
} type_a;

typedef struct type_b {
    /* ...internal structure omited... */
} type_b;

typedef struct struct_c {
    /* ...internal structure omited... */
} type_c;

Здесь type_a - это тип, определение которого является анонимной структурой. И type_b - это тип, определение которого struct type_b, то есть именованная (type_b) структура. И type_c - это тип, определение которого struct struct_c, то есть именованная (struct_c) структура.

Теперь соберите все вместе, вы можете:

/* forward all your structs */
struct expression;
struct if_expression;
struct block_statement;

/* typedef them all */
typedef struct expression expression;
typedef struct if_expression if_expression;

/* actually define them */
struct expression {
    /* ... */
}

---

В качестве сноски вы можете многое узнать о C языке, понимая разницу между декларацией и определением.

Answer 3

Если вы измените expression condition; на expression *condition; в if_expression, а затем вперёд объявите expression - typedef struct expression expression; вверху и затем поместите struct expression { … }; внизу, код должен быть в порядке.

/* Placeholder typedefs for undefined typedef names */
typedef int token;
typedef int identifier;
typedef int bool_expression;
typedef int identifier_expression;
typedef int integer_expression;
typedef int prefix_expression;
typedef int infix_expression;
typedef int expression_type;

/* The fixed code starts here */

typedef struct expression expression;

typedef struct statement
{
    token token;
    identifier name;
    expression * value;
} statement;

typedef struct block_statement
{
    token token;
    statement *statements;
} block_statement;

typedef struct if_expression
{
    token token;
    expression *condition;
    block_statement *consequence;
    block_statement *alternative;
} if_expression;

struct expression
{
    expression_type type;
    union
    {
        bool_expression bool;
        identifier_expression ident;
        integer_expression _int;
        prefix_expression prefix;
        infix_expression infix;
        if_expression _if;
    };
};

expression expr = { 0 };

Компилируется.