vesperW · 11月27日

C 语言如何判断结构体相等?

嵌入式编程时,结构体是我们常用的一种语法,今天就来聊聊 C 语言如何判断结构体相等?

编程中结构体的重要性

今天咱们来聊聊 C 语言里的结构体。这玩意儿就像是搭积木,能把你想要的各种数据类型一块儿凑起来,变成一个有意义的“小团伙”。如果你还没搞懂结构体,那就赶紧翻翻我之前的文章吧!C语言结构体(struct)用法详解

说到比较两个结构体,咱们常用的办法有两种:逐个成员比一比,或者用memcmp来个大扫荡。接下来,就让咱们详细瞅瞅这两种办法咋实现的,还有它们的小毛病。

逐成员比较

逐个成员比较,这法子简单又好用。比如说有这么一个结构体,里面有 int、float、指针类型的数据,咱们来看看怎么挨个比一比:

#include <stdio.h>  
#include <math.h>  
#include <string.h>  
#include <stdbool.h>  
  
typedef struct {  
  int a;  
  float b;  
  char *d;  
} MyStruct;  
  
#define EPSILON 0.000001  
  
bool FloatsIsEqual(float f1, float f2) {  
  return fabs(f1 - f2) < EPSILON;  
}  
  
  
bool compareStructs(MyStruct s1, MyStruct s2) {  
  if (s1.a != s2.a) return false;  
  if (!FloatsIsEqual(s1.b, s2.b)) return false;  
  if (strcmp(s1.d, s2.d) != 0) return false;  
  return true;  
}  
  
int main() {  
  MyStruct s1 = {520, 2.5f, "typedef"};  
  MyStruct s2 = {520, 2.5f, "typedef"};  
  
  if (compareStructs(s1, s2)) {  
    printf("Structures are equal");  
  } else {  
    printf("Structures are not equal");  
  }  
  return 0;  
}  

memcmp 比较

memcmp 是C库函数,用于比较两个内存块的前 n 个字节。其函数原型为:

int memcmp(const void *str1, const void *str2, size_t n)  
  • 参数
    str1 -- 指向内存块的指针。
    str2 -- 指向内存块的指针。
    n -- 要被比较的字节数。
  • 返回值
    如果返回值 < 0,则表示 str1 小于 str2。
    如果返回值 > 0,则表示 str1 大于 str2。
    如果返回值 = 0,则表示 str1 等于 str2。

不过,用memcmp的时候可得小心:

  • 结构体对齐:由于结构体可能存在内存对齐的情况,会填充一些字节,此时直接使用 memcmp 可能会得到错误的结果。
  • 浮点数比较:浮点数的存储方式特殊,直接使用 memcmp 比较可能会导致不准确的结果。

反面教材

在这里我我亲身经历的Bug,有一段代码是通过逐成员方式比较两个结构体是否相等的,然后我就耍小聪明改为使用 memcmp 的方式,结果不出意外的情况下还是出现了意外。

以下是一个示例,展示了使用 memcmp 比较包含正零和负零的两个结构体变量:

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
  
typedef struct {  
  float value;  
}FloatStruct;  
  
int main() {  
  FloatStruct s1 = {0.0f}; // 正零  
  FloatStruct s2 = {-0.0f}; // 负零  
  
  if (memcmp(&s1, &s2, sizeof(FloatStruct)) == 0) {  
    printf("Structures are equal");  
  } else {  
    printf("Structures are not equal");  
  }  
  return 0;  
}  

虽然两个结构体成员在数值上是相等的,两者都是 0,但是在存储格式中的符号位却不相同,从而存储在在内存中的数据不同,所以判断为两个结构体不相等,跟我们期待的结果相悖。

总结

要是结构体里有浮点型数据或者指针类型的数据,咱们就用逐个成员比较的办法,简单好用。要是就一些简单的整形数据,使用memcmp也能偷偷懒。

为了程序的可扩展性,还是建议使用逐一成员比较。

END

来源:嵌入式专栏

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