C語言如何判斷結(jié)構(gòu)體相等？

嵌入式專欄

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嵌入式編程時，結(jié)構(gòu)體是我們常用的一種語法，今天就來聊聊C語言如何判斷結(jié)構(gòu)體相等？

編程中結(jié)構(gòu)體的重要性今天咱們來聊聊C語言里的結(jié)構(gòu)體。這玩意兒就像是搭積木，能把你想要的各種數(shù)據(jù)類型一塊兒湊起來，變成一個有意義的“小團(tuán)伙”。如果你還沒搞懂結(jié)構(gòu)體，那就趕緊翻翻我之前的文章吧！C語言結(jié)構(gòu)體(struct)用法詳解
說到比較兩個結(jié)構(gòu)體，咱們常用的辦法有兩種：逐個成員比一比，或者用memcmp來個大掃蕩。接下來，就讓咱們詳細(xì)瞅瞅這兩種辦法咋實現(xiàn)的，還有它們的小毛病。
逐成員比較逐個成員比較，這法子簡單又好用。比如說有這么一個結(jié)構(gòu)體，里面有 int、float、指針類型的數(shù)據(jù)，咱們來看看怎么挨個比一比：
#include
#include
#include
#include
typedef struct {
  int a;
  float b;
  char *d;
} MyStruct;
#define EPSILON 0.000001
bool FloatsIsEqual(float f1, float f2) {
  return fabs(f1 - f2) 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比較memcmp 是C庫函數(shù)，用于比較兩個內(nèi)存塊的前 n 個字節(jié)。其函數(shù)原型為：
int memcmp(const void *str1, const void *str2, size_t n)

參數(shù)

str1 -- 指向內(nèi)存塊的指針。

str2 -- 指向內(nèi)存塊的指針。

n -- 要被比較的字節(jié)數(shù)。

返回值

如果返回值

如果返回值 > 0，則表示 str1 大于 str2。

如果返回值 = 0，則表示 str1 等于 str2。不過，用memcmp的時候可得小心：

結(jié)構(gòu)體對齊：由于結(jié)構(gòu)體可能存在內(nèi)存對齊的情況，會填充一些字節(jié)，此時直接使用 memcmp 可能會得到錯誤的結(jié)果。

浮點數(shù)比較：浮點數(shù)的存儲方式特殊，直接使用 memcmp 比較可能會導(dǎo)致不準(zhǔn)確的結(jié)果。反面教材在這里我我親身經(jīng)歷的Bug，有一段代碼是通過逐成員方式比較兩個結(jié)構(gòu)體是否相等的，然后我就耍小聰明改為使用 memcmp 的方式，結(jié)果不出意外的情況下還是出現(xiàn)了意外。
以下是一個示例，展示了使用 memcmp 比較包含正零和負(fù)零的兩個結(jié)構(gòu)體變量：
#include
#include
typedef struct {
  float value;
}FloatStruct;
int main() {
  FloatStruct s1 = {0.0f}; // 正零
  FloatStruct s2 = {-0.0f}; // 負(fù)零
  if (memcmp(&s1, &s2, sizeof(FloatStruct)) == 0) {
    printf("Structures are equal");
  } else {
    printf("Structures are not equal");
  }
  return 0;
}
雖然兩個結(jié)構(gòu)體成員在數(shù)值上是相等的，兩者都是0，但是在存儲格式中的符號位卻不相同，從而存儲在在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)不同，所以判斷為兩個結(jié)構(gòu)體不相等，跟我們期待的結(jié)果相悖。
總結(jié)要是結(jié)構(gòu)體里有浮點型數(shù)據(jù)或者指針類型的數(shù)據(jù)，咱們就用逐個成員比較的辦法，簡單好用。要是就一些簡單的整形數(shù)據(jù)，使用memcmp也能偷偷懶。
為了程序的可擴(kuò)展性，還是建議使用逐一成員比較。
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