C99标准的柔性数组 (Flexible Array)
【什么是柔性数组(Fliexible Array)】
柔性数组在C99中的定义是:
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.
所以可以给出一个中文定义:
在至少两个成员的结构体中,最后一个成员其类型若是不完整类型的数组类型,则该成员称为柔性数组。
典型例子:
struct s { int n; char str[]; };
注意,str后面的中括号只能为空,数组类型不局限于char。
然而GCC编译器在C99发布之前就支持str[0]作为“柔性数组”,而且str[0]可以放在任何位置。这属于GCC对C语言的语法扩展。
这个语法扩展因为实用并且受欢迎,所以C99将其作为一个特殊情况并得到了支持。下面将具体说明。
【柔性数组的由来和作用】
有一些应用场景(如设计数据包)需要一个结构体里面包含因时而异的字符串,没有“柔性数组”概念之前,使用的方法是:
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) { struct s { int n; char *str; }; char string[] = "ZhangHaiba"; struct char *ptos = malloc(sizeof (struct s) + strlen(string)+1); strcpy(ptos+1, string); //get the beginning address of str char *p = (char *)(ptos+1); printf("%s\n", p); return 0; }
GCC超越当时的标准对C语法进行扩展,支持“柔性数组”,就可以使用下面的方法(移植性不好):
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) { struct s { int n; char str[0]; }; char string[] = "ZhangHaiba"; struct s *ptos = malloc(sizeof (struct s) + strlen(string)+1); strcpy(ptos->str, string); //get the beginning address of str char *p = ptos->str; printf("%s\n", p); return 0; }
下面是GCC关于“柔性数组”的官方介绍和对比:http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Zero-Length.html
由于上述方法符合C语言的精神(代码简单精炼),因此在C99中得到了支持。所以符合C99标准而且优雅的方法应该是:
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) { struct s { int n; char str[]; }; char string[] = "ZhangHaiba"; struct s *ptos = malloc(sizeof (struct s) + sizeof (string)); strcpy(ptos->str, string); //get the beginning address of str char *p = ptos->str; printf("%s\n", p); return 0; }
【C99柔性数组的特点】
柔性数组作为不完整类型,即使用struct s test定义了变量test之后,sizeof (test.str)肯定是不行的。哪怕给str分配了空间也不行。
因为标准规定sizeof的操作数不可以是不完整类型(还有函数类型及位字段)。
所以sizeof (struct s)或sizeof (test),不算上柔性数组str占的空间,也是情理之中了。(如果在GCC中,单独测试array[0],则显示其占空间为0字节)
简而言之,柔性数组只是把符号(名字)放在结构体内(压根儿就没定义),方便使用.或->语法来操作柔性数组,其所占内存空间(定义时分配)并不算在结构体变量中。
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> int main(void) { struct s { int n; char str[]; }; char string[] = "ZhangHaiba"; struct s *ptos = malloc(sizeof (struct s) + sizeof (string)); strcpy(ptos->str, string); //get the beginning address of str char *p = ptos->str; printf("%s\n", p); struct s test; //test is static allocation,str didn't alloc memory printf("%ld %ld\n", sizeof test, sizeof *ptos); // *ptos is dynamic allocation, str has been alloc memory //printf("%ld\n", sizeof (test.str)); //error: invalid application of ‘sizeof’ to incomplete type ‘char[]’ //printf("%ld\n", sizeof (ptos->str)); //error: invalid application of ‘sizeof’ to incomplete type ‘char[]’ return 0; }
@Author: 张海拔
@Update: 2014-2-2
@Link: http://www.cnblogs.com/zhanghaiba/p/3537561.html