柔性数组详解-编程知识

柔性数组详解

一、柔性数组的特点：

二、使用sizeof计算包含柔性数组的结构体的大小

三、柔性数组的使用

代码1:

四、用结构体指针代替柔性数组

代码2：

五、柔性数组与结构体指针对比

• 在结构体中

• 最后一个成员

• 未知大小的数组

这就是柔性数组

也许你从来没有听说过柔性数组（flexible array）这个概念，但是它确实是存在的。
C99 中，柔性数组是一种动态可变的数组，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』成员。

typedef struct st_type {
int i; //至少一个其他成员。
int a[0];//柔性数组成员
}type_a;

有些编译器会报错无法编译，可以改成如下形式：

typedef struct st_type
{
int i;
int a[];//柔性数组成员
}type_a;

一、柔性数组的特点：

• 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
• sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
• 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。

二、使用sizeof计算包含柔性数组的结构体的大小

其得出的结果不包含柔性数组的内存

struct St
{int n;int arr[0];//int *arr;
};int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct St));//4return 0;
}

三、柔性数组的使用

包含柔性数组成员的结构体要用malloc函数来进行内存的动态分配，并且分配的内存应大于结构体的大小，以适应柔性数组的预期大小。这样柔性数组成员a，相当于获得了100个整型元素的连续空间。如下所示：

•int arr[];//定义一个柔性数组

• struct St s = {0}; // 定义并初始化一个St结构体变量s，其中所有成员都被初始化为0。

• struct St* ps = (struct St*)malloc(sizeof(struct St) + 10 * sizeof(int)); // 为ps分配内存

• if (ps == NULL)//防止malloc开辟空间失败，导致内存泄漏
   {
       perror("malloc");
       return 1;
   }

• free(ps);
ps = NULL;

//先释放数组的内存，然后将结构体的内存也释放掉，并将指针设置为NULL，避免野指针。

• struct St* ptr = (struct St*)realloc(ps, sizeof(struct St) + 15 * sizeof(int));

//使用 realloc 函数将数组的大小从10扩展到15。

代码1:

struct St
{char c;int n;int arr[0];//int *arr;
};int main()
{struct St* ps = (struct St*)malloc(sizeof(struct St) + 10 * sizeof(int));if (ps == NULL){perror("malloc");return 1;}ps->c = 'w';ps->n = 100;int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){ps->arr[i] = i;}//数组空间不够struct St* ptr = (struct St*)realloc(ps, sizeof(struct St) + 15 * sizeof(int));if (ptr != NULL){ps = ptr;}else {perror("malloc");return 1;}//...继续使用for (i = 10; i < 15; i++) {ps->arr[i] = i;}for (i = 10; i < 15; i++) {printf("%d ", ps->arr[i]);}printf("\n%d\n", ps->n);printf("%c\n", ps->c);//释放free(ps);ps = NULL;return 0;
}

四、用结构体指针代替柔性数组

上述的 type_a 结构也可以设计为下面的结构，也能完成同样的效果。

• int *arr; //一个整型指针，可以用来动态分配数组。

•if (ps == NULL)//防止malloc开辟空间失败，ps为空，导致内存泄漏
   {
       perror("malloc");//报错一
       return 1;
   }

• ps->arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (ps->arr == NULL)//防止malloc开辟空间失败，arr为空，导致内存泄漏
   {
       perror("malloc-2");//报错2
       return 1;
   }

代码2：

struct St
{char c;int n;//int arr[0];int *arr;
};int main(){struct St s = {0};printf("%d\n", sizeof(struct St));struct St* ps = (struct St*)malloc(sizeof(struct St));if (ps == NULL){perror("malloc");return 1;}ps->c = 'w';ps->n = 100;ps->arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));if (ps->arr == NULL){perror("malloc-2");return 1;}//使用int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){ps->arr[i] = i;}//数组空间不够int* ptr = (int*)realloc(ps->arr, 15 * sizeof(int));if (ptr == NULL){perror("realloc");return 1;}else{ps->arr = ptr;}//使用for (i = 10; i < 15; i++){ps->arr[i] = i;}for (i = 0; i < 15; i++){printf("%d ", ps->arr[i]);}printf("\n%d\n", ps->n);printf("%c\n", ps->c);//释放free(ps->arr);ps->arr = NULL;free(ps);ps = NULL;return 0;
}

五、柔性数组与结构体指针对比

上述代码1 和代码2 可以完成同样的功能，但是方法1 的实现有两个好处：
• 第一个好处是：方便内存释放
如果我们的代码是在一个给别人用的函数中，你在里面做了二次内存分配，并把整个结构体返回给用户。用户调用free可以释放结构体，但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free，所以你不能指望用户来发现这个事。所以，如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉。

• 第二个好处是：这样有利于访问速度
连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。（其实，我个人觉得也没多高了，反正跑不了要用做偏移量的加法来寻址）