嵌入式 C 语言特性，指定初始化器

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在嵌入式 C 语言的 C89/C90 标准里面，要求程序员在初始化程序中的各个变量元素时，要以固定的顺序进行，并且要与被初始化的数组和结构体的元素顺序相同。

在后来的新标准 C99/C11 里面，新增加了一个灵活且好用的特性：指定初始化器（Designated Initialize），这个新特性可以允许程序员在初始化数组或结构体时，可以指定特定的元素初始值，而不需要按照固定的顺序。

一、应用示例

指定初始化器，一般可以应用于数组、结构体、联合体，等成员变量的初始化，以下举例说明一下。

（1）数组：

对于普通数组在定义时的元素初始化，比如初始化最后一个元素为9527，使用传统的 C89 语法和C99语法，它们两者之间的差异,如以下代码所示。

int arr_1[5] = {0, 0, 0, 0, 9527};    //使用传统的C89语法
int arr_2[5] = {[4] = 9527};    //使用C99特性，指定初始化器

以上的使用方法比较好理解，对于未被使用的元素都初始化为0，在旧的C89语法里面，需要按数组元素的顺序进行初始化，而使用了C99语法的指定初始化器，可以指定具体的元素索引进行初始化。

我们再来看一种比较复杂的使用场景：

#include <stdio.h>
int main(void){    int i;    int num[8] = {11, 22, [4] = 55, 66, 77, [1] = 99};
    for (i = 0; i < 8; i++)        printf("index = %2d, num = %dn", i, num[i]);
    return 0;}

程序运行后，具体输出如下：

index = 0, num = 11index = 1, num = 99index = 2, num = 00index = 3, num = 00index = 4, num = 55index = 5, num = 66index = 6, num = 77index = 7, num = 00

从以上的程序运行输出可以看出，使用指定初始化器对数组进行初始化的时候，如果指定的元素后面有更多的值，那么这些值将被用于初始化指定元素后面的元素，num[4]被初始化为55后，num[5] 和 num[6] 会被初始化为 66 和 77。（需要注意定长数组的溢出问题）

再看一下上面的程序，一开始num[1] 被初始化为22，但后面又被重新指定初始化为[1] = 99，前面的初始值22就会被新的指定的初始值99替代。

（2）结构体与联合体

除了数组，C99 特性还为结构体和联合体提供了指定初始化器，在语法上，结构体或联合体在使用指定初始化器的时候，通常使用“点运算符和成员名”来标识特定的元素。

typedef struct student{    char name[20];    int age;    char school[20];    int class;}student_t;
student_t stu_1 = {    .age = 10,    .name = "John",    .school = "lanxiang",    .class = 3,};

从以上的代码可以看出，学生 John 的年龄是10岁，在lanxiang学校就读三年级。结构体的成员可以按照任意数量任意顺序进行初始化。
与数组类似的是，对成员最后一次赋值才是该成员的实际初始化值，如下代码所示，class的值由最后的 5 取代了前面 3，（因为class成员在school后面）。

student_t stu_1 = {    .class = 3,    .school = "lanxiang",    5,};

二、优点和缺点

优点：

1、提高代码可读性：指定初始化器可以直观地看到元素被初始化了特定的值，而不需要按照成员顺序来赋值。

2、减少错误：在初始化大型数组或结构体时，指定初始化器可以减少因顺序错误导致的初始化错误。

3、提高效率：在某些情况下，使用指定初始化器可以减少代码量，提高编码效率。

4、灵活性：可以为数组或结构体中的特定元素赋值，而不必关心其他元素的初始化顺序。

5、易于维护：当需要修改特定元素的初始值时，只需修改对应的初始化表达式，而不需要重新排列整个初始化列表。

缺点：

1、兼容性问题：指定初始化器是C99标准新引入的特性，旧版本的编译器可能无法识别这种初始化方式。

2、易引起混淆：对于不熟悉指定初始化器的程序员来说，当初始化列表很长时，这种初始化方式容易引起混淆。

3、限制性：在使用指定初始化器时，不能跳过未初始化的元素。例如，不能在数组的第0个元素和第2个元素之间直接初始化第1个元素。

4、性能影响：在某些情况下，编译器可能需要额外的工作来处理指定初始化器，这可能会对编译时间或运行时性能产生轻微影响。

三、注意事项

在使用指定初始化器的时候，需要遵循以下注意事项：

1、确保编译器支持：在使用指定初始化器之前，确保你的编译器支持C99或更新的标准。

2、遵循初始化顺序：在使用指定初始化器时，不能跳过未初始化的元素。例如，不能直接初始化数组的第2个元素而忽略第1个元素。

3、注意全局和静态变量：全局和静态变量在程序开始执行前就已经初始化完成，使用指定初始化器可以确保这些变量具有正确的初始值。

4、避免过度使用：指定初始化器虽然提供了灵活性，但过度使用可能会使代码难以理解和维护。应该在适当的情况下使用它，以保持代码的清晰和简洁。

5、注意内存对齐：在使用指定初始化器初始化结构体时，注意内存对齐问题，确保结构体的布局符合预期。