00. 目錄
01. 初始化概述
在標準 C 中，當我們定義並初始化一個數組時，常用方法如下：
int a[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
按照這種固定的順序，我們可以依次給 a[0] 和 a[8] 賦值。因爲沒有對 a[9] 賦值，所以編譯器會將 a[9] 默認設置爲0。當數組長度比較小時，使用這種方式初始化比較方便。當數組比較大，而且數組裏的非零元素並不連續時，這時候再按照固定順序初始化就比較麻煩了。
比如，我們定義一個數組 b[100]，其中 b[10]、b[30] 需要初始化，如果還按照前面的固定順序初始化，{}中的初始化數據中間可能要填充大量的0，比較麻煩。
那怎麼辦呢？C99 標準改進了數組的初始化方式，支持指定任意元素初始化，不再按照固定的順序初始化。
int a[100] ={ [10] = 1, [30] = 2};
通過數組索引，我們可以直接給指定的數組元素賦值。除此之外，一個結構體變量的初始化，也可以通過指定某個結構體域直接賦值。
因爲 GNU C 支持 C99 標準，所以 GCC 編譯器也支持這一特性。甚至早期不支持 C99，只支持 C89 的 GCC 編譯器版本，這一特性也被當作一個 GCC 編譯器的擴展特性來提供給程序員使用。
02. 指定初始化數組元素
在 GNU C 中，通過數組元素索引，我們就可以給某個指定的元素直接賦值。
程序示例
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 0;
int a[10] = {[3] = 3, [5] = 5, [8] = 8};
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("a[%d] = %d\n", i, a[i]);
}
return 0;
}
執行結果
deng@itcast:~/tmp$ gcc 2array.c
deng@itcast:~/tmp$ ./a.out
a[0] = 0
a[1] = 0
a[2] = 0
a[3] = 3
a[4] = 0
a[5] = 5
a[6] = 0
a[7] = 0
a[8] = 8
a[9] = 0
在{ }中，我們通過下表3對數組元素索引，就可以直接給 a[3] 賦值了。這裏有個細節注意一下，就是各個賦值之間用逗號 “,” 隔開，而不是使用分號“；”。
如果我們想給數組中某一個索引範圍的數組元素初始化，可以採用下面的方式。
程序示例
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 0;
//注意 ...之間不能有空格
int a[10] = {[0 ... 4] = 1, [5 ... 9] = 2};
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("a[%d] = %d\n", i, a[i]);
}
return 0;
}
執行結果
deng@itcast:~/tmp$ gcc 2array.c
deng@itcast:~/tmp$ ./a.out
a[0] = 1
a[1] = 1
a[2] = 1
a[3] = 1
a[4] = 1
a[5] = 2
a[6] = 2
a[7] = 2
a[8] = 2
a[9] = 2
在這個程序中，我們使用 [0 … 4] 表示一個索引範圍，相當於給 a[0] 到 a[4] 之間的5個數組元素賦值爲1。
GNU C 支持使用 … 表示範圍擴展，這個特性不僅可以使用在數組初始化中，也可以使用在 switch-case 語句中。比如下面的程序：
程序示例
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 3;
switch(i)
{
case 1:
printf("1\n");
break;
case 2 ... 8:
printf("2...8\n");
break;
case 9:
printf("9\n");
default:
printf("default\n");
break;
}
return 0;
}
執行結果
deng@itcast:~/tmp$ gcc 3case.c
deng@itcast:~/tmp$ ./a.out
2...8
在這個程序中，當 case 值爲2到8時，都執行相同的 case 分支，可以通過 case 2 … 8: 的形式來簡化代碼。這
溫馨提示
… 和其兩端的數據範圍2和8之間也要空格，不能寫成2…8的形式，否則編譯就會通不過。
03. 指定初始化結構體成員變量
跟數組類似，在標準 C 中，結構體變量的初始化也要按照固定的順序。在 GNU C 中我們也可以通過結構域來初始化指定某個成員。
程序示例
#include <stdio.h>
typedef struct _stu_t
{
int id;
int age;
char sex;
}stu_t;
int main(void)
{
stu_t s1 = {1, 18, 'M'};
stu_t s2 = {
.id = 2,
.age = 24,
.sex = 'F'
};
printf("s1 id:%d age: %d sex: %c\n", s1.id, s1.age, s1.sex);
printf("s2 id:%d age: %d sex: %c\n", s2.id, s2.age, s2.sex);
return 0;
}
執行結果
deng@itcast:~/tmp$ gcc 4struct.c
deng@itcast:~/tmp$ ./a.out
s1 id:1 age: 18 sex: M
s2 id:2 age: 24 sex: F
在程序中，我們定義一個結構體類型 stu_t，然後分別定義兩個結構體變量 s1和 s2。初始化 s1時，我們採用標準 C 的初始化方式，即按照固定順序直接初始化。初始化 s2時，我們採用 GNU C 的初始化方式，通過結構域名 .name 和 .age，我們就可以給結構體變量的某一個指定成員直接賦值。非常方便。
04. Linux內核中應用
在 Linux 內核驅動中，大量使用 GNU C 的這種指定初始化方式，通過結構體成員來初始化結構體變量。比如在字符驅動程序中，我們經常見到這樣的初始化：
static const struct file_operations ab3100_otp_operations = {
.open = ab3100_otp_open,
.read = seq_read,
.llseek = seq_lseek,
.release = single_release,
};
在驅動程序中，我們經常使用 file_operations 這個結構體變量來註冊我們開發的驅動，然後以回調的方式來執行我們驅動實現的相關功能。結構體 file_operations 在 Linux 內核中的定義如下：
struct file_operations {
struct module *owner;
loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);
ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t (*read_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);
ssize_t (*write_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *);
int (*iopoll)(struct kiocb *kiocb, bool spin);
int (*iterate) (struct file *, struct dir_context *);
int (*iterate_shared) (struct file *, struct dir_context *);
__poll_t (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);
long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
unsigned long mmap_supported_flags;
int (*open) (struct inode *, struct file *);
int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);
int (*release) (struct inode *, struct file *);
int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync);
int (*fasync) (int, struct file *, int);
int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);
ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int);
unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
int (*check_flags)(int);
int (*setfl)(struct file *, unsigned long);
int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *);
ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int);
ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int);
int (*setlease)(struct file *, long, struct file_lock **, void **);
long (*fallocate)(struct file *file, int mode, loff_t offset,
loff_t len);
void (*show_fdinfo)(struct seq_file *m, struct file *f);
#ifndef CONFIG_MMU
unsigned (*mmap_capabilities)(struct file *);
#endif
ssize_t (*copy_file_range)(struct file *, loff_t, struct file *,
loff_t, size_t, unsigned int);
loff_t (*remap_file_range)(struct file *file_in, loff_t pos_in,
struct file *file_out, loff_t pos_out,
loff_t len, unsigned int remap_flags);
int (*fadvise)(struct file *, loff_t, loff_t, int);
} __randomize_layout;
結構體 file_operations 裏面定義了很多結構體成員，而在這個驅動中，我們只初始化了部分成員變量，通過訪問結構體的成員來指定初始化，非常方便。
05. 初始化總結
指定初始化方式，不僅使用靈活，而且還有一個好處就是：代碼易於維護。尤其是在 Linux 內核這種大型項目中，幾萬個文件，幾千萬的代碼量，當成百上千個文件都使用 file_operations 這個結構體類型來定義變量並初始化時，那麼一個很大的問題就來了：如果採用標準 C 那種按照固定順序賦值，當我們的 file_operations 結構體類型發生改變時，如添加成員、減少成員、調整成員順序，那麼使用該結構體類型定義變量的大量 C 文件都需要重新調整初始化順序，牽一髮而動全身，想想這是多麼可怕！
我們通過指定初始化方式，就可以避免這個問題。無論file_operations 結構體類型如何變化，添加成員也好、減少成員也好、調整成員順序也好，都不會影響其它文件的使用。