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C语言中的柔性数组,char data[0]用法总结

2016年03月01日 基础知识 ⁄ 共 1782字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 754 次
柔性数组

柔性数组

在日常的编程中,有时候需要在结构体中存放一个长度动态的字符串,一般的做法,是在结构体中定义一个指针成员,这个指针成员指向该字符串所在的动态内存空间,例如:


typedef struct test
{
int a;
double b;
char *p;
};

p指向字符串。这种方法造成字符串与结构体是分离的,不利于操作。如果把字符串跟结构体直接连在一起,不是更好吗?于是,可以把代码修改为这样:


char a[] = "hello world";
test *stpTest = (test *)malloc(sizeof(test) + strlen( a ) + 1 );
strcpy(stpTest + 1, a );

这样一来,( char* )(stpTest + 1 )就是字符串"hello world"的地址了。这时候p成了多余的东西,可以去掉。但是,又产生了另外一个问题:老是使用( char* )((stpTest + 1 )不方便。如果能够找出一种方法,既能直接引用该字符串,又不占用结构体的空间,就完美了,符合这种条件的代码结构应该是一个非对象的符号地址,在结构体的尾部放置一个0长度的数组是一个绝妙的解决方案。不过,C/C++标准规定不能定义长度为0的数组,因此,有些编译器就把0长度的数组成员作为自己的非标准扩展

在讲述柔性数组成员之前,首先要介绍一下不完整类型(incomplete type)。不完整类型是这样一种类型,它缺乏足够的信息例如长度去描述一个完整的对象,

它的出现反映了C程序员对精炼代码的极致追求,这种代码结构产生于对动态结构体的需求。

鉴于这种代码结构所产生的重要作用,C99甚至把它收入了标准中。C99使用不完整类型实现柔性数组成员,在C99 中,结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组,这就叫做柔性数组(flexible array)成员(也叫伸缩性数组成员),但结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。柔性数组成员允许结构中包含一个大小可变的数组。柔性数组成员只作为一个符号地址存在,而且必须是结构体的最后一个成员,sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。柔性数组成员不仅可以用于字符数组,还可以是元素为其它类型的数组。包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配,并且分配的内存应该大于结构的大小,以适应柔性数组的预期大小柔性数组的使用请看下面的例子:


typedef struct test
{
int a;
double b;
char c[0];
};

有些编译器会报错无法编译可以改成:


typedef struct test
{
int a;
double b;
char c[];
};

通过如下表达式给结构体分配内存:


test *stpTest = (test *)malloc(sizeof(test)+100*sizeof(char));

c就是一个柔性数组成员,如果把stpTest指向的动态分配内存看作一个整体,c就是一个长度可以动态变化的结构体成员,柔性一词来源于此。c的长度为0,因此它不占用test的空间,同时stpTest->c就是“hello world”的首地址,不需要再使用( char * )( stpTest + 1 )这么丑陋的代码了。那个0个元素的数组没有占用空间,而后我们可以进行变长操作了。这样我们为结构体指针c分配了一块内存。用stpTest->c[n]就能简单地访问可变长元素。

当然,上面既然用malloc 函数分配了内存,肯定就需要用free 函数来释放内存:


free(stpTest);

应当尽量使用标准形式,在非C99的场合,可以使用指针方法。需要说明的是:C89不支持这种东西,C99把它作为一种特例加入了标准。但是,C99所支持的是incomplete type,而不是zero array,形同int a[0];这种形式是非法的,C99 支持的形式是形同int a[];只不过有些编译器把int a[0];作为非标准扩展来支持,而且在C99 发布之前已经有了这种非标准扩展了,C99 发布之后,有些编译器把两者合而为一了。

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