能否采用该种语法初始化全局结构体指针？

问题描述 #

我正在开发一款面向ESP8266/ESP32 SOC设备、对接Spotify API的程序。当前我通过以下函数使用calloc分配内存并初始化全局结构体指针：

void init_fun()
{
    ...    
    PLAYLISTS = calloc(1, sizeof(*PLAYLISTS));
    assert(PLAYLISTS && "Error allocating memory");

    DEVICES = calloc(1, sizeof(*DEVICES));
    assert(DEVICES && "Error allocating memory");

    ...
}

想咨询是否可以采用以下语法直接初始化全局结构体指针：

/* Globally scoped variables definitions -------------------------------------*/
some_struct_t* PLAYLISTS = &(some_struct_t){0};
some_struct_t* DEVICES = &(some_struct_t){0};

解答 #

语法是合法的 #

你用的&(some_struct_t){0}是C99标准里的复合字面量写法，语法上完全没问题。它会生成一个匿名的some_struct_t实例，自动把所有成员置零，然后把这个实例的地址赋给全局指针。

两种写法的关键区别 #

• 内存位置不一样
  • calloc是从堆里分配内存：程序运行时才申请，之后可以用free释放，适合需要动态调整大小、或者运行中可能要销毁重建的结构体。
  • 全局复合字面量的结构体实例存在静态内存区（要么是只读段.rodata，要么是全局数据段.data）：这部分内存是程序一启动就占了的，没法手动释放，属于固定占用。
• 初始化时间不同
  • calloc的初始化是在你调用init_fun的时候才执行，属于运行时动态初始化。
  • 复合字面量的全局初始化是在程序启动阶段（早于main函数）就完成了，属于静态初始化。
• 针对ESP平台的注意点
  • ESP8266/ESP32的RAM本来就不多，静态内存区的东西会直接占用宝贵的RAM（如果是.data段的话），堆内存反而能更灵活地调度。要是你的结构体比较大，用静态初始化可能会导致RAM不够用。
  • 另外，ESP的RTOS环境里，多个任务访问这些全局结构体时，两种写法都要注意线程安全，但静态初始化的结构体不会有分配失败的问题（不用写assert检查），而calloc可能因为堆内存不够分配失败。

选型建议 #

• 如果你的结构体大小固定，运行期间不需要释放或者重建，用复合字面量的写法更简洁，完全可行。
• 如果结构体需要动态调整大小、后续要释放，或者担心静态内存占太多RAM，那还是保留原来的calloc动态分配方式更稳妥。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Francisco Herrera