深入了解一下C语言中的柔性数组

时间:2023-03-20 Jambo! 人气:0

什么是柔性数组

柔性数组是在C99中定义的

结构体的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫柔性数组

柔性数组的长度可以写成0，也可以不规定数组长度

下面两种写法都是正确的

struct S
{
int i;
int a[0];//柔性数组成员
}

struct S
{
int i;
int a[];//柔性数组成员
}

结构体中的柔性数组成员前面至少有一个其他成员
sizeof返回的这种结构体的大小不包括柔性数组的大小
包含柔性数组成员的结构体用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

typedef struct S
{
	int i;
	char c[];//c是柔性数组
}S;

int main()
{
	S* p = (S*)malloc(sizeof(S) + 10 * sizeof(char));
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	p->i = 10;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		p->c[i] = 'a';
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

在malloc开辟空间时，开辟空间大小为sizeof(S) + 10 * sizeof(char)，前面的sizeof(S)其实是表示结构体中int i的大小，后面则是给c开辟了10个字节大小的连续空间

如果觉得前面开辟空间小了，数组c不够长，还可以用realloc函数对内存大小进行调整

int main()
{
	S* p = (S*)malloc(sizeof(S) + 10 * sizeof(char));
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	p->i = 10;
	
	S* ptr = (S*)realloc(p, sizeof(S) + 20 * sizeof(char));
	if (ptr == NULL)
	{
		perror("realloc");
		return 1;
	}
	p = ptr;
	for (int i = 0; i < 20; i++)
	{
		p->c[i] = 'a';
	}

	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

其实我们也可以写出另一种形式的结构体，它的功能与柔性数组类似

typedef struct S2
{
    it i;
    char* c;
}S2;

对于这个结构体的使用如下：

int main()
{
	S2* p = (S2*)malloc(sizeof(S2));
	p->i = 10;
	p->c = (char*)malloc(10 * sizeof(char));
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		p->c[i] = 'a';
	}

	free(p->c);
	p->c = NULL;
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

为了使用这个结构体，需要先给结构体开辟一个空间S2* p = (S2*)malloc(sizeof(S2));然后再需要动态开辟一个块空间让c指向

这种写法需要开辟2次内存，同样在最后释放内存是，也需要free2次

所以就可以看出柔性数组的好处：

第一个是方便内存释放

因为不论是我们在使用时或给别人写一个函数让别人使用时，如果在里面做了二次内存分配，可能别人使用时并不会知道结构体内部还有一个成员需要释放。所以就需要把内存一次性分配好，在最后释放一次内存就可以了

第二个是加快访问

如果二次内存分配，就会在内存中产生一些内存碎片，这样即浪费了空间也不利于访问

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