关于typedef中单实例数组的一些问题

Question

我正在使用GNU Multi-Precision(GMP)库代码使用任意长度的整数来阅读一些代码.MP整数的类型mpz_t与gmp.h头文件中的定义相同.

但是,我对这个库定义mpz_t类型的低级定义有一些疑问.在标题代码中:

/* THIS IS FROM THE GNU MP LIBRARY gmp.h HEADER FILE */
typedef struct
{
    /* SOME OTHER STUFF HERE */
} __mpz_struct;

typedef __mpz_struct mpz_t[1];

第一个问题:是否[1]与__mpz_struct？换句话说,typedef将mpz_t类型定义为__mpz_struct具有一次出现的数组？

第二个问题:为什么阵列？(为什么只出现一次？)这是我听说过的结构黑客之一吗？

第三个问题(可能与第二个问题间接相关):mpz_init_set(mpz_t, unsigned long int)函数的GMP文档说只使用它作为pass-by-value,尽管可以假设这个函数会在被调用函数中修改它的内容(因此需要pass-by-reference)语法.参考我的代码:

/* FROM MY CODE */
mpz_t fact_val;                /* declaration */
mpz_init_set_ui(fact_val, 1);  /* Initialize fact_val */

单次出现数组是否允许自动传递引用(由于C中数组/指针语义的崩溃)？我很自然地承认我有点过分分析这个,但我当然喜欢对此进行任何讨论.谢谢!

Answer 1

从 C2 中描述的意义上讲，这似乎不是 struct hack。看起来他们想要mpz_t拥有指针语义（大概是他们希望人们像使用不透明指针一样使用它）。考虑以下片段之间的语法差异：

struct __mpz_struct data[1];

(&data[0])->access = 1;
gmp_func(data, ...);

和

mpz_t data;

data->access = 1;
gmp_func(data, ...);

因为 C 数组衰减为指针，这也允许自动按引用传递mpz_t类型。

它还允许你使用一个类指针类型，而无需malloc或free它。

Answer 2

*^{第一个问题：[1]与__mpz_struct关联吗？换句话说，typedef 是否将 mpz_t 类型定义为仅出现一次的 __mpz_struct 数组？}*

是的。

^{第二个问题：为什么是数组？（为什么只出现一次？）这是我听说过的结构黑客之一吗？}

打败我。不知道，但一种可能性是作者想要创建一个自动通过引用传递的对象，或者“是”，可能是结构黑客。如果您曾经将mpz_t对象视为结构的最后一个成员，那么“几乎可以肯定”这是结构黑客。分配看起来像

malloc(sizeof(struct whatever) + sizeof(mpz_t) * some_number)`

这将是一个致命的赠品。

^{单次出现数组是否自动启用按引用传递...？}

啊哈，你也猜出来了。“是”，一个可能的原因是以更复杂的引用为代价来简化引用传递。

我想另一种可能性是数据模型或算法发生了变化，作者想找到每个参考并以某种方式改变它。像这样的类型更改将使程序具有相同的基本类型，但会错误输出每个未转换的引用。