c 结构体中的变长数组
在Linux系統里，/usr/include/linux/if_pppox.h里面有這樣一個結構：
struct?pppoe_tag?{
????__u16?tag_type;
????__u16?tag_len;
????char?tag_data[0];
}?__attribute?((packed));
?
最后一個成員為可變長的數組，對于TLV（Type-Length-Value）形式的結構，或者其他需要變長度的結構體，用這種方式定義最好。使用起來非常方便，創建時，malloc一段結構體大小加上可變長數據長度的空間給它，可變長部分可按數組的方式訪問，釋放時，直接把整個結構體free掉就可以了。例子如下：
struct?pppoe_tag?*sample_tag;
__u16?sample_tag_len?= 10;
sample_tag?= (struct?pppoe_tag?*)malloc(sizeof(struct?pppoe_tag)+sizeof(char)*sample_tag_len);
sample_tag->tag_type?= 0xffff;
sample_tag->tag_len?=?sample_tag_len;
sample_tag->tag_data[0]=....
?
...
釋放時，
free(sample_tag)
是否可以用?char *tag_data?代替呢？其實它和?char *tag_data?是有很大的區別，為了說明這個問題，我寫了以下的程序：
例：test_size.c
10??struct?tag1
20??{
30??????int?a;
40??????int?b;
50??}__attribute?((packed));
60
70??struct?tag2
80??{
90??????int?a;
100?????int?b;
110?????char?*c;
120??}__attribute?((packed));
130
140??struct?tag3
150??{
160??????int?a;
170??????int?b;
180??????char?c[0];
190??}__attribute?((packed));
200
210??struct?tag4
220??{
230??????int?a;
240??????int?b;
250??????char?c[1];
260??}__attribute?((packed));
270
280??int?main()
290??{
300??????struct?tag2?l_tag2;
310??????struct?tag3?l_tag3;
320??????struct?tag4?l_tag4;
330
340??????memset(&l_tag2,0,sizeof(struct?tag2));
350??????memset(&l_tag3,0,sizeof(struct?tag3));
360??????memset(&l_tag4,0,sizeof(struct?tag4));
370
380??????printf("size of tag1 = %d\n",sizeof(struct?tag1));
390??????printf("size of tag2 = %d\n",sizeof(struct?tag2));
400??????printf("size of tag3 = %d\n",sizeof(struct?tag3));
410
420??????printf("l_tag2 = %p,&l_tag2.c = %p,l_tag2.c = %p\n",&l_tag2,&l_tag2.c,l_tag2.c);
430??????printf("l_tag3 = %p,l_tag3.c = %p\n",&l_tag3,l_tag3.c);
440??????printf("l_tag4 = %p,l_tag4.c = %p\n",&l_tag4,l_tag4.c);
450??????exit(0);
460??}
?
__attribute?((packed))?是為了強制不進行字節對齊，這樣比較容易說明問題。
程序的運行結果如下：
size?of?tag1?= 8
size?of?tag2?= 12
size?of?tag3?= 8
size?of?tag4?= 9
l_tag2?= 0xbffffad0,&l_tag2.c?= 0xbffffad8,l_tag2.c?= (nil)
l_tag3?= 0xbffffac8,l_tag3.c?= 0xbffffad0
l_tag4?= 0xbffffabc,l_tag4.c?= 0xbffffac4
?
從上面程序和運行結果可以看出：tag1本身包括兩個位整數，所以占了8個字節的空間。tag2包括了兩個位的整數，外加一個char?*的指針，所以占了12個字節。tag3才是真正看出char?c[0]和char?*c的區別，char?c[0]中的c并不是指針，是一個偏移量，這個偏移量指向的是a、b后面緊接著的空間，所以它其實并不占用任何空間。tag4更加補充說明了這一點。所以，上面的struct?pppoe_tag的最后一個成員如果用char?*tag_data定義，除了會占用多個字節的指針變量外，用起來會比較不方便：方法一，創建時，可以首先為struct?pppoe_tag分配一塊內存，再為tag_data分配內存，這樣在釋放時，要首先釋放tag_data占用的內存，再釋放pppoe_tag占用的內存；方法二，創建時，直接為struct?pppoe_tag分配一塊struct?pppoe_tag大小加上tag_data的內存，從例一的行可以看出，tag_data的內容要進行初始化，要讓tag_data指向strct?pppoe_tag后面的內存。
struct?pppoe_tag?{
????__u16?tag_type;
????__u16?tag_len;
????char?*tag_data;
}?__attribute?((packed));
?
struct?pppoe_tag?*sample_tag;
__u16?sample_tag_len?= 10;
方法一：
sample_tag?= (struct?pppoe_tag?*)malloc(sizeof(struct?pppoe_tag));
sample_tag->tag_len?=?sample_tag_len;
sample_tag->tag_data?=?malloc(sizeof(char)*sample_tag_len);
sample_tag->tag_data[0]=...
釋放時：
free(sample_tag->tag_data);
free(sample_tag);
?
方法二：
sample_tag?= (struct?pppoe_tag?*)malloc(sizeof(struct?pppoe_tag)+sizeof(char)*sample_tag_len);
sample_tag->tag_len?=?sample_tag_len;
sample_tag->tag_data?= ((char?*)sample_tag)+sizeof(struct?pppoe_tag);
sample_tag->tag_data[0]=...
釋放時：
free(sample_tag);
所以無論使用那種方法，都沒有char?tag_data[0]這樣的定義來得方便。
?
講了這么多，其實本質上涉及到的是一個C語言里面的數組和指針的區別問題。char?a[1]里面的a和char?*b的b相同嗎？《Programming?Abstractions?in?C》（Roberts,?E.S.，機械工業出版社，.6）頁里面說：“arr?is?defined?to?be?identical?to?&arr[0]”。也就是說，char?a[1]里面的a實際是一個常量，等于&a[0]。而char?*b是有一個實實在在的指針變量b存在。所以，a=b是不允許的，而b=a是允許的。兩種變量都支持下標式的訪問，那么對于a[0]和b[0]本質上是否有區別？我們可以通過一個例子來說明。
?
例二：
10??#include?<stdio.h>
20??#include?<stdlib.h>
30
40??int?main()
50??{
60??????char?a[10];
70??????char?*b;
80
90??????a[2]=0xfe;
100?????b[2]=0xfe;
110?????exit(0);
120??}
?
編譯后，用objdump可以看到它的匯編：
080483f0 <main>:
80483f0:???????55??????????????????????push???%ebp
80483f1:???????89?e5???????????????????mov????%esp,%ebp
80483f3:???????83?ec?18????????????????sub????$0x18,%esp
80483f6:???????c6?45?f6?fe?????????????movb???$0xfe,0xfffffff6(%ebp)
80483fa:???????8b?45?f0????????????????mov????0xfffffff0(%ebp),%eax
80483fd:???????83?c0?02????????????????add????$0x2,%eax
8048400:???????c6?00?fe????????????????movb???$0xfe,(%eax)
8048403:???????83?c4?f4????????????????add????$0xfffffff4,%esp
8048406:???????6a?00???????????????????push???$0x0
8048408:???????e8?f3?fe?ff?ff??????????call???8048300 <_init+0x68>
804840d:???????83?c4?10????????????????add????$0x10,%esp
8048410:???????c9??????????????????????leave
8048411:???????c3??????????????????????ret
8048412:???????8d?b4?26 00 00 00 00????lea????0x0(%esi,1),%esi
8048419:???????8d?bc?27 00 00 00 00????lea????0x0(%edi,1),%edi
?
可以看出，a[2]＝xfe是直接尋址，直接將xfe寫入&a[0]+2的地址，而b[2]=0xfe是間接尋址，先將b的內容（地址）拿出來，加，再xfe寫入計算出來的地址。所以a[0]和b[0]本質上是不同的。但當數組作為參數時，和指針就沒有區別了。
int?do1(char?a[],int?len);
int?do2(char?*a,int?len);
這兩個函數中的a并無任何區別。都是實實在在存在的指針變量。
?
順便再說一下，對于struct pppoe_tag的最后一個成員的定義是char tag_data[0]，某些編譯器不支持長度為0的數組的定義，在這種情況下，只能將它定義成char tag_data[1]，使用方法相同。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的c 结构体中的变长数组的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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