面试题：C语言匿名结构体在复杂数据结构设计中的应用

Question

假设要设计一个复杂的网络通信协议解析模块，需要处理多种不同类型但又有部分共同字段的数据结构，要求使用C语言匿名结构体来设计这个模块的数据结构框架，并简要说明设计思路及优势。

Answer 1

数据结构框架设计

// 定义一个通用的头部结构体
typedef struct {
    uint16_t type; // 数据类型字段，用于区分不同的数据结构
    uint16_t length; // 数据长度字段
    // 其他可能的共同字段
} CommonHeader;

// 定义一个包含匿名结构体的通用数据结构
typedef struct {
    CommonHeader header;
    union {
        struct {
            // 具体类型1的数据结构
            uint32_t data1;
            uint32_t data2;
        } type1;
        struct {
            // 具体类型2的数据结构
            uint16_t data3;
            char data4[100];
        } type2;
        // 可以继续添加其他类型的匿名结构体
    };
} ProtocolData;

设计思路

1. 通用头部：首先定义一个CommonHeader结构体，用于存放多种数据结构共同的字段，如数据类型type和数据长度length，这样在处理不同类型数据时，可以通过头部信息快速区分和进行一些通用的操作。
2. 匿名结构体的联合：在ProtocolData结构体中，使用联合（union）来包含不同类型的匿名结构体。联合的特性使得在同一时间只有一个匿名结构体占用内存空间，节省了内存。每个匿名结构体对应一种具体的数据类型，根据header.type的值来确定当前使用的是哪种具体的数据结构。

优势

1. 代码简洁：通过匿名结构体和联合的使用，避免了为每种数据类型单独定义结构体，使代码结构更加紧凑和简洁，易于维护。
2. 内存高效：联合的使用确保不同的数据结构不会同时占用内存，在处理多种数据类型但每次仅处理一种类型数据的场景下，有效节省了内存空间。
3. 扩展性强：如果需要添加新的数据类型，只需在联合中添加对应的匿名结构体，并在处理逻辑中增加对新类型的判断和处理，无需对整体数据结构框架进行大规模修改。