深入淺出C語言中的柔性數組

在日常的編程中，有時候需要在結構體中存放一個長度動態的字符串，一般的做法，是在結構體中定義一個指針成員，這個指針成員指向該字符串所在的動態內存空間，例如：

[cpp]?view plaincopy print?

typedef?struct?test????

{????

???????int?a;????

???????double?b;????

???????char?*p;????

};??

p指向字符串。這種方法造成字符串與結構體是分離的，不利于操作。如果把字符串跟結構體直接連在一起，不是更好嗎？于是，可以把代碼修改為這樣：

[cpp]?view plaincopy print?

char?a[]?=?"hello?world";??

test?*stpTest?=?(test?*)malloc(sizeof(test)?+?strlen(?a?)?+?1?);??

strcpy(stpTest?+?1,?a?);??

這樣一來，( char* )(stpTest + 1 )就是字符串"hello world"的地址了。這時候p成了多余的東西，可以去掉。但是，又產生了另外一個問題：老是使用( char* )((stpTest + 1 )不方便。如果能夠找出一種方法，既能直接引用該字符串，又不占用結構體的空間，就完美了，符合這種條件的代碼結構應該是一個非對象的符號地址，在結構體的尾部放置一個0長度的數組是一個絕妙的解決方案。不過，C/C++標準規定不能定義長度為0的數組，因此，有些編譯器就把0長度的數組成員作為自己的非標準擴展。
在講述柔性數組成員之前，首先要介紹一下不完整類型(incomplete type)。不完整類型是這樣一種類型，它缺乏足夠的信息例如長度去描述一個完整的對象，

它的出現反映了C程序員對精煉代碼的極致追求，這種代碼結構產生于對動態結構體的需求。

鑒于這種代碼結構所產生的重要作用，C99甚至把它收入了標準中。C99使用不完整類型實現柔性數組成員，在C99 中，結構中的最后一個元素允許是未知大小的數組，這就叫做柔性數組(flexible array)成員(也叫伸縮性數組成員)，但結構中的柔性數組成員前面必須至少一個其他成員。柔性數組成員允許結構中包含一個大小可變的數組。柔性數組成員只作為一個符號地址存在，而且必須是結構體的最后一個成員，sizeof 返回的這種結構大小不包括柔性數組的內存。柔性數組成員不僅可以用于字符數組，還可以是元素為其它類型的數組。包含柔性數組成員的結構用malloc ()函數進行內存的動態分配，并且分配的內存應該大于結構的大小，以適應柔性數組的預期大小。柔性數組的使用請看下面的例子：

[cpp]?view plaincopy print?

typedef?struct?test??

{??

????int?a;??

????double?b;??

????char?c[0];??

};??

有些編譯器會報錯無法編譯可以改成：

[cpp]?view plaincopy print?

typedef?struct?test??

{??

????int?a;??

????double?b;??

????char?c[];??

};??

通過如下表達式給結構體分配內存：

[cpp]?view plaincopy print?

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

c就是一個柔性數組成員，如果把stpTest指向的動態分配內存看作一個整體，c就是一個長度可以動態變化的結構體成員，柔性一詞來源于此。c的長度為0，因此它不占用test的空間，同時stpTest->c就是“hello world”的首地址，不需要再使用( char * )( stpTest + 1 )這么丑陋的代碼了。那個0個元素的數組沒有占用空間，而后我們可以進行變長操作了。這樣我們為結構體指針c分配了一塊內存。用stpTest->c[n]就能簡單地訪問可變長元素。

當然，上面既然用malloc 函數分配了內存，肯定就需要用free 函數來釋放內存：

[cpp]?view plaincopy print?

free(stpTest);??

應當盡量使用標準形式，在非C99的場合，可以使用指針方法。需要說明的是：C89不支持這種東西，C99把它作為一種特例加入了標準。但是，C99所支持的是incomplete type，而不是zero array，形同int a[0];這種形式是非法的，C99 支持的形式是形同int a[];只不過有些編譯器把int a[0];作為非標準擴展來支持，而且在C99 發布之前已經有了這種非標準擴展了，C99 發布之后，有些編譯器把兩者合而為一了。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2-结构体的最后一个成员的定义-C语言中的柔性数组-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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