【C语言】一篇带你了解 柔性数组的意义与如何使用

简介: 【C语言】一篇带你了解 柔性数组的意义与如何使用

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,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 S
{
  int i;
  int a[0];//柔性数组成员
}S;


有些编译器会报错无法编译可以改成:


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


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 ,calloc等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



代码1


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct S
{
  int i;
  int a[];//柔性数组成员
}S;
int main()
{
  //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。
  S* s = (S*)malloc(sizeof(S) * sizeof(int) * 10);
    //判断s是否开辟成功
  if (s == NULL)
    perror("malloc:");
  //使用
  s->i = 100;
  int i = 0;
  //柔性数组使用
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    s->a[i] = i;
  }
    //打印
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", s->a[i]);
  }
    //释放空间
    free(s);
  system("pause");
  return 0;
}


最终输出结果

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9


柔性数组的优势



代码2


上述的 struct S结构也可以设计为结构中指针方案


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//代码2
typedef struct S
{
  int i;
  int* pa;//柔性数组成员
}S;
int main()
{
  S* s = (S*)malloc(sizeof(S));
  //判断s是否开辟成功
  if (s == NULL)
    perror("malloc:");
  int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
  //判断是否开辟成功
  if (s->pa == NULL)
    perror("malloc:");
  else
    //开辟成功就还给s->pa使用
    s->pa = ptr;
  //使用
  s->i = 10;
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    s->pa[i] = i;
  }
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", s->pa[i]);
  }
  //释放空间
  //先释放s->pa,如果先释放s就找不到s->pa了
  free(s->pa);
  s->pa = NULL;
  free(s);
  s = NULL;
  system("pause");
  return 0;
}


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:


  • 代码1:

malloc 1次 free 1次, 容易维护空间,不易出错malloc次数少,内存碎片就会较少,内存的使用率就较高一些


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。


  • 代码2

malloc 2次,free 2次,维护难度加大,容易出错内存碎片就会增多,内存的使用率就下降了


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