C语言---柔性数组

前言

结构中最后一个元素允许是未知大小的数组，这个数组就是柔性数组。但结构中的柔性数组前面必须至少一个其他成员，柔性数组成员允许结构中包含一个大小可变的数组，sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。包含柔数组成员的结构用malloc函数进行内存的动态分配，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。

柔性数组的定义：

struct test {
    short len;  // 必须至少有一个其它成员
    char arr[]; // 柔性数组必须是结构体最后一个成员（也可是其它类型，如：int、double、...）
};

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1. 柔性数组的特点

1. 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
2. sizeof 返回的这个结构体大小不包括柔性数组的内存。也就是使用sizeof计算这个结构体大小的时候，只会计算柔性数组之前的东西。
3. 包含柔性数组成员的结构用malloc ()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。

typedef struct st_type
{
 int i;
 int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是4

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2. 柔性数组的使用

#include 
#include 

struct S
{
	int i;
	int arr[];
}s;
int main()
{
	//开辟动态内存
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 10 * sizeof(int));//为结构体申请动态内存空间

	//判断是否为空指针，开辟是否成功
	if (ps == NULL)
	{
		return 1;
	}
	//业务处理
	ps->i = 100;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}
	
	//释放：
	free(ps);
	ps = NULL;
	return 0;
}

对于这段代码，柔性数组成员arr，相当于获得了10个整型元素的连续空间。

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3. 为何选择柔性数组

其实对于上面的柔性数组，我们可以换成指针来实现相同的功能：

struct S
{
	int i;
	int* arr;
}s;
int main()
{
	//开辟动态内存
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 10 * sizeof(int));//为结构体申请动态内存空间

	//判断是否为空指针，开辟是否成功
	if (ps == NULL)
	{
		return 1;
	}

	//为结构体内的指针arr再开辟一块动态内存：
	ps->arr = (int*)malloc(20 * sizeof(int));
	//判断是否为空指针：
	if (ps->arr == NULL)
	{
		return  1;
	}
	//业务处理
	ps->i = 100;
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}
	
	//释放：先释放后开辟的那块
	free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	free(ps);
	ps = NULL;
	return 0;
}

既然可以使用这样的指针来实现，为什么还要使用柔性数组呢？

1. 方便内存释放：
   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。
2. 有利于访问速度：
   连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。