在日常的編程中,有時候需要在結構體中存放一個長度動態的字符串,一般的做法,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:
typedef struct test
{
int a;
double b;
char *p;
};
p指向字符串。這種方法造成字符串與結構體是分離的,不利于操作。如果把字符串跟結構體直接連在一起,不是更好嗎?于是,可以把代碼修改為這樣:
char a[] = "hello world";
test *stpTest = (test *)malloc(sizeof(test) + strlen( a ) + 1 );
strcpy(stpTest + 1, a );
這樣一來,(char*)(stpTest + 1)就是字符串"hello world"的地址了。這時候p成了多余的東西,可以去掉。但是,又產生了另外一個問題:老是使用(char*)((stpTest + 1)不方便。如果能夠找出一種方法,既能直接引用該字符串,又不占用結構體的空間,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為0的數組,因此,有些編譯器就把0長度的數組成員作為自己的非標準擴展。
在講述柔性數組成員之前,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,它缺乏足夠的信息例如長度去描述一個完整的對象,它的出現反映了C程序員對精煉代碼的極致追求,這種代碼結構產生于對動態結構體的需求。
鑒于這種代碼結構所產生的重要作用,C99甚至把它收入了標準中。C99使用不完整類型實現柔性數組成員,在C99 中,結構中的最后一個元素允許是未知大小的數組,這就叫做柔性數組(flexible array)成員(也叫伸縮性數組成員),但結構中的柔性數組成員前面必須至少一個其他成員。柔性數組成員允許結構中包含一個大小可變的數組。柔性數組成員只作為一個符號地址存在,而且必須是結構體的最后一個成員,sizeof 返回的這種結構大小不包括柔性數組的內存。柔性數組成員不僅可以用于字符數組,還可以是元素為其它類型的數組。包含柔性數組成員的結構用malloc()函數進行內存的動態分配,并且分配的內存應該大于結構的大小,以適應柔性數組的預期大小。柔性數組的使用請看下面的例子:
typedef struct test
{
int a;
double b;
char c[0];
};
有些編譯器會報錯無法編譯可以改成:
typedef struct test
{
int a;
double b;
char c[];
};
通過如下表達式給結構體分配內存:
test *stpRest = (test *)malloc(sizeof(test)+100*sizeof(char));
c就是一個柔性數組成員,如果把stpTest指向的動態分配內存看作一個整體,c就是一個長度可以動態變化的結構體成員,柔性一詞來源于此。c的長度為0,因此它不占用test的空間,同時stpTest->c就是“hello world”的首地址,不需要再使用(char *)(stpTest + 1)這么丑陋的代碼了。那個0個元素的數組沒有占用空間,而后我們可以進行變長操作了。這樣我們為結構體指針c分配了一塊內存。用stpTest->c[n]就能簡單地訪問可變長元素。
當然,上面既然用malloc 函數分配了內存,肯定就需要用free 函數來釋放內存:
free(stpTest);
應當盡量使用標準形式,在非C99的場合,可以使用指針方法。需要說明的是:C89不支持這種東西,C99把它作為一種特例加入了標準。但是,C99所支持的是incomplete type,而不是zero array,形同int a[0];這種形式是非法的,C99 支持的形式是形同int a[];只不過有些編譯器把int a[0];作為非標準擴展來支持,而且在C99 發布之前已經有了這種非標準擴展了,C99 發布之后,有些編譯器把兩者合而為一了.
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