Что особенного в структурах?

Я знаю, что в C мы не можем вернуть массив из функции, а только указатель на массив. Но я хочу знать, в чем особенность, structsкоторая делает их возвращаемыми функциями, даже если они могут содержать массивы.

Почему structупаковка делает действующей следующую программу?

#include <stdio.h>

struct data {
    char buf[256];
};

struct data Foo(const char *buf);

int main(void)
{
    struct data obj;
    obj = Foo("This is a sentence.");
    printf("%s\n", obj.buf);
    return 0;
}

struct data Foo(const char *buf)
{
    struct data X;
    strcpy(X.buf, buf);
    return X;
}

Лучше задать тот же вопрос: «Что особенного в массивах?», Поскольку особая обработка связана с массивами, а не с массивами struct.

Поведение передачи и возврата массивов с помощью указателя восходит к исходной реализации C. Массивы «распадаются» на указатели, вызывая большую путаницу, особенно среди людей, плохо знакомых с языком. Структуры, с другой стороны, ведут себя так же, как встроенные типы, такие как ints, doubles и т. Д. Сюда входят любые массивы, встроенные в struct, за исключением гибких элементов массива , которые не копируются.

Прежде всего, процитируем C11главу §6.8.6.4, returnутверждение ( выделено мной )

Если выполняется returnинструкция с выражением, значение выражения возвращается вызывающей стороне как значение выражения вызова функции.

Возврат структурной переменной возможен (и верен), поскольку возвращается структурное значение . Это похоже на возврат любого примитивного типа данных (например, возврат int).

С другой стороны, если вы возвращаете массив с помощью return <array_name>, он по существу возвращает адрес первого элемента массива ^{ПРИМЕЧАНИЕ.} , который становится недействительным для вызывающей стороны, если массив был локальным для вызываемых функций. Таким образом, возврат массива таким способом невозможен.

Так, TL; DR , нет ничего особенного с structс, специальность в массивах .

ЗАМЕТКА:

C11Снова цитируя главу §6.3.2.1 ( выделено мной )

За исключением случаев, когда это операнд sizeofоператора, _Alignofоператора или унарного &оператора, или строковый литерал, используемый для инициализации массива, выражение, имеющее тип "массив типа", преобразуется в выражение с типом " указатель на тип '', который указывает на начальный элемент объекта массива и не является lvalue. [...]

В structтипах нет ничего особенного ; дело в том, что в типах массивов есть что-то особенное, что не позволяет им напрямую возвращаться из функции.

structВыражение рассматривается как выражение любого другого типа без массива; он оценивает на значение из struct. Итак, вы можете делать такие вещи, как

struct foo { ... };

struct foo func( void )
{
  struct foo someFoo;
  ...
  return someFoo;
}

Выражение someFooвычисляется в значение этого struct fooобъекта; содержимое объекта возвращается из функции (даже если это содержимое содержит массивы).

Выражение массива трактуется иначе; если это не операнд sizeofунарных &операторов или, или если это не строковый литерал, используемый для инициализации другого массива в объявлении, выражение преобразуется («распадается») из типа «массив T» в «указатель на T» , а значение выражения - это адрес первого элемента.

Таким образом, вы не можете вернуть массив по значению из функции, потому что любая ссылка на выражение массива автоматически преобразуется в значение указателя.

По умолчанию структуры имеют открытые члены данных, поэтому в случае структуры можно получить доступ к данным в основном, но не в случае класса. Итак, обертка структуры действительна.