柔性數組成員

在講述柔性數組成員以前，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，它缺少足夠的信息例如長度去描述一個完整的對象。

extern int a[];

 

extern不能去掉，由於數組的長度未知，不能做爲定義出現。不完整類型的數組能夠經過幾種方式補充完整才能使用，大括號形式的初始化就是其中一種方式：

int a[] = { 10, 20 };

 

柔性數組成員（flexible array member）也叫伸縮性數組成員，它的出現反映了C程序員對精煉代碼的極致追求。這種代碼結構產生於對動態結構體的需求。在平常的編程中，有時候須要在結構體中存放一個長度動態的字符串，通常的作法，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：

struct test
{
       int a;
       double b;
       char *p;
};

 

p指向字符串。這種方法形成字符串與結構體是分離的，不利於操做，若是把字符串跟結構體直接連在一塊兒，不是更好嗎？因而，能夠把代碼修改成這樣：

char a[] = 「hello world」;
struct test *PntTest = ( struct test* )malloc( sizeof( struct test ) + strlen( a ) + 1 );
strcpy( PntTest + 1, a );

 

這樣一來，( char* )( PntTest + 1 )就是字符串「hello world」的地址了(已經忽略p)。這時候p成了多餘的東西，能夠去掉。可是，又產生了另一個問題：總是使用( char* )( PntTest + 1 )不方便。若是可以找出一種方法，既能直接引用該字符串，又不佔用結構體的空間，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爲0的數組，所以，有些編譯器就把0長度的數組成員做爲本身的非標準擴展，例如：

struct test
{
       int a;
       double b;
       char c[0];
};

 

c就叫柔性數組成員，若是把PntTest指向的動態分配內存看做一個總體，c就是一個長度能夠動態變化的結構體成員，柔性一詞來源於此。c的長度爲0，所以它不佔用test的空間，同時PntTest->c就是「hello world」的首地址，不須要再使用( char* )( PntTest + 1 )這麼醜陋的語法了。

 

鑑於這種代碼結構所產生的重要做用，C99甚至把它收入了標準中：

6.7.2.1 Structure and union specifiers

As a special case, the last element of a structure with more than one named member may have an incomplete array type; this is called a flexible array member.

C99使用不完整類型實現柔性數組成員，標準形式是這樣的：

struct test
{
       int a;
       double b;
       char c[];
};

 

c一樣不佔用test的空間，只做爲一個符號地址存在，並且必須是結構體的最後一個成員。柔性數組成員不只能夠用於字符數組，還能夠是元素爲其它類型的數組，例如：

struct test
{
       int a;
       double b;
       float c[];
};

 

應當儘可能使用標準形式，在非C99的場合，可使用指針方法。有些人使用char a[1]，這是很是不可取的，把這樣的a用做柔性數組成員會發生越界行爲，雖然C/C++標準並無規定編譯器應當檢查越界，但也沒有規定不能檢查越界，爲了一個小小的指針空間而犧牲移植性，是不值得的。

柔性數組到底如何使用呢？看下面例子：

typedef struct st_type
{
    int i;
    int a[0];
}type_a;

 

有些編譯器會報錯沒法編譯能夠改爲：

typedef struct st_type
{
    int i;
    int a[];
}type_a;

 

這樣咱們就能夠定義一個可變長的結構體，用 sizeof(type_a)獲得的只有 4，就是
sizeof(i)=sizeof(int)。那個 0 個元素的數組沒有佔用空間，然後咱們能夠進行變長操做了。通
過以下表達式給結構體分配內存：
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));這樣咱們爲結構體指針 p 分配了一塊內存。用 p->item[n]就能簡單地訪問可變長元素。
可是這時候咱們再用 sizeof（*p）測試結構體的大小，發現仍然爲 4。是否是很詭異？咱們
不是給這個數組分配了空間麼？
別急，先回憶一下咱們前面講過的「模子」 。在定義這個結構體的時候，模子的大小就
已經肯定不包含柔性數組的內存大小。柔性數組只是編外人員，不佔結構體的編制。只是說
在使用柔性數組時須要把它看成結構體的一個成員，僅此而已。再說白點，柔性數組其實與
結構體沒什麼關係，只是「掛羊頭賣狗肉」而已，算不得結構體的正式成員。
須要說明的是：C89不支持這種東西，C99把它做爲一種特例加入了標準。可是，C99
所支持的是 incomplete type，而不是 zero array，形同 int item[0];這種形式是非法的，C99支持的形式是形同 int item[];只不過有些編譯器把 int item[0];做爲非標準擴展來支持，而且在C99發佈以前已經有了這種非標準擴展了，C99發佈以後，有些編譯器把二者合而爲一了。固然，上面既然用 malloc函數分配了內存，確定就須要用 free函數來釋放內存：
free(p);
通過上面的講解，相信你已經掌握了這個看起來彷佛很神祕的東西。不過實在要是沒掌握也無所謂，這個東西實在不多用。

 

【柔性數組結構成員】

　　C99中，結構中的最後一個元素容許是未知大小的數組，這就叫作柔性數組成員，但結構中的柔性數組成員前面必須至少一個其餘成員。柔性數組成員容許結構中包含一個大小可變的數組。sizeof返回的這種結構大小不包括柔性數組的內存。包含柔性數組成員的結構用malloc ()函數進行內存的動態分配，而且分配的內存應該大於結構的大小，以適應柔性數組的預期大小。】

 

C語言版：

 

type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));

 

free(p);