C语言之柔性数组

简介: 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,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。

柔性数组介绍

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,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。

例如


typedef struct st_type
{
 int i;
 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:

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

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。

例如:


//code1
typedef struct st_type
{
 int i;
 int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是4

柔性数组的使用

//代码1
int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//业务处理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
{
 p->a[i] = i;
}
free(p);
//代码2
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{
  int n;
  int arr[];
};
int main()
{
  struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S*) + 40);
  ps->n = 100;
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    ps->arr[i] = i;
  }
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", ps->arr[i]);
  }
  return 0;
}


```cpp
//代码3
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{
  int n;
  int* arr;
};
int main()
{
  struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S*));
  if (ps == NULL)
  {
    return 1;
  }
  ps->n = 100;
  ps->arr = (int*)malloc(40);//开辟40个字节的数组
  if (ps->arr == NULL)
  {
    return 1;
  }
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    ps->arr[i] = i;
  }
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", ps->arr[i]);
  }
  //扩容
  int* ptr = (int*)realloc(ps->arr, 80);
  if (ptr == NULL)
  {
    return 1;
  }
  //释放
  free(ps->arr);
  free(ps);
  ps = NULL;
  return 0;
}

这里重点讲一下代码三后面的释放部分,malloc向内存动态申请空间,realloc能够改变动态内存空间的大小,最后在动态内存空间的时候,先释放数组的空间,再释放结构体的内存空间,因为如果我先释放结构体的内存空间的话,就找不到数组的内存的空间了

柔性数组的优势

//代码1
int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//业务处理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
{
 p->a[i] = i;
}
free(p);
//代码2
typedef struct st_type
{
  int i;
  int* p_a;
}type_a;
type_a* p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a));
p->i = 100;
p->p_a = (int*)malloc(p->i * sizeof(int));
//业务处理
for (i = 0; i < 100; i++)
{
  p->p_a[i] = i;
}
//释放空间
free(p->p_a);
p->p_a = NULL;
free(p);
p = NULL;

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

你跑不了要用做偏移量的加法来寻址)

扩展阅读:

C语言结构体里的数组和指针https://coolshell.cn/articles/11377.html

本章终!


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