C語言中的柔性數組

今天浏覽酷殼上一篇文章http://coolshell.cn/articles/11377.html時，發現了有關“零長度的數組”的一些知識，其實之前在論壇中也見過這種用法，但是當時對此不太理解，時間一長就慢慢淡忘了該知識點。於是今天特意查了資料，總算弄清“零長度的數組”即柔性數組這一知識點，現在記錄如下。

零長度的數組一般見於結構體中，而直接聲明零長度數組，例如，

char str[0];

是無法編譯通過的。而網上說零長度的數組一般是放在結構體的最後一個成員的位置處，但是我試了下，放在中間也是可以的。

先說說放在最後位置處的情況：

結構體聲明如下：

struct str
{
	int len;
	int b;
	char s[0];
};

注意這裡可能也無法編譯通過，沒關系，改為char s[];這樣就可以了。這裡的char s[0]指的是一個變長數組，也相當於指針吧，不過跟指針卻有本質的區別，如果聲明成指針，那麼指針指向的內存空間可能跟成員b的空間不連續，而聲明成char s[0]則是連續的。

這裡你可能對結構體struct str的大小不太明確，到底是是多少呢？經過測試發現是8，即sizeof(int) + sizeof(int)，也就是說s指向的空間不屬於結構體str，這塊空間緊跟著結構體str所代表的空間。

上文指出char s[0]指向的空間緊跟著結構體所代表的空間，因此對於一個struct str *型的指針變量申請內存有如下方法：

s = (struct str *)malloc(sizeof(struct str) + 10);

表示給s申請了10個字節的空間。
下面看一個例子：

#include 
#include 
#include 

struct str
{
	int len;
	int b;
	char s[0];
};


int main(int argc, char *argv[])
{
	struct str *s = NULL;
	
	printf("sizeof(struct str) = %d\n", sizeof(struct str));
	
	s = (str *)malloc(sizeof(struct str) + 10);
	s->len = 100;
	s->b = 50;
	
	strcpy(&s->s[0], "abc");
	puts(s->s);
	
	printf("sizeof(struct str) = %d\n", sizeof(struct str));
	
	printf("addr of len = %p, value of len = %d\n", &s->len, s->len);
	printf("addr of b = %p, value of b = %d\n", &s->b, s->b);
	printf("addr of s = %p, value of s = %s\n", &s->s, s->s);
	
	return 0;
}

執行結果為：

sizeof(struct str) = 8
abc
sizeof(struct str) = 8
addr of len = 0x9831008, value of len = 100
addr of b = 0x983100c, value of b = 50
addr of s = 0x9831010, value of s = abc

可以看出s確實是排在成員b的後面！盡管表面上看s是結構體str的成員，但實際上並不是；這樣做的好處就是可以一次性將所需的內存空間申請出來(所以內存是連續的，內存碎片也減少了)，因為如果是以指針形式聲明的，那麼就必須做兩次內存申請(結構體一次，成員s一次)。

再看看成員char s[0]放在結構體中間位置處：

#include 
#include 
#include 

struct str
{
	int len;
	char s[0];
	int b;
};


int main(int argc, char *argv[])
{
	struct str *s = NULL;
	
	printf("sizeof(struct str) = %d\n", sizeof(struct str));
	
	s = (str *)malloc(sizeof(struct str) + 10);
	s->len = 100;
	s->b = 50;
	
	strcpy(&s->s[0], "abc");
	puts(s->s);
	
	printf("sizeof(struct str) = %d\n", sizeof(struct str));
	
	printf("addr of len = %p, value of len = %d\n", &s->len, s->len);
	printf("addr of s = %p, value of s = %s\n", &s->s, s->s);
	printf("addr of b = %p, value of b = %d\n", &s->b, s->b);
	
	return 0;
}

執行結果為：

sizeof(struct str) = 8
abc
sizeof(struct str) = 8
addr of len = 0x8da6008, value of len = 100
addr of s = 0x8da600c, value of s = abc
addr of b = 0x8da600c, value of b = 6513249

可以清楚的看出s和b的地址是一樣的，對s賦值，結果將b的值給覆蓋了，有點像聯合體哈！