柔性数组（详讲版）

原创已于 2024-08-31 09:42:25 修改 · 1.6k 阅读

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#柔性数组 #c++ #c语言

于 2024-08-31 09:41:22 首次发布

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一、什么是柔性数组

柔性数组即数组大小待定的数组，在 C 语言中可以在结构体的最后一个元素使用长度为 0 的数组来实现。

在 C 语言中，柔性数组是一种特殊的数组定义方式。它通常作为结构体的最后一个成员出现，其形式为一个未指定长度的数组类型。

也许你从来没有听说过柔性数组这个概念，但是它确实是存在的。C99中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做【柔性数组】成员。

其代码如下所示：

写法①：

typedef Struct st_type
{
    int i;
    int a[0];//柔性数组成员
}type_a;

注：有的编译器下写法①会报错

写法②：

Struct S
{
 int n;
 int arr[];//大小是未知的
};

二、柔性数组的特点

结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员变量。
sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
包括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。

例如：

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

三、柔性数组的使用

在使用柔性数组时，需要我们手动开辟内存空间，并且对内存进行调整，我们用mallohenc进行内存的开辟，使用realloc对内存进行调整扩充。

struct S
{
	int n;
	int arr[0];//未知大小的数组 - 柔性数组成员
};
int main()
{
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 10*sizeof(int));
	if (ps == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	int i = 0;
	ps->n = 10;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	free(ps);
	ps = NULL;
	return 0;
}

运行结果如下：

四、柔性数组与其他的比较

以下两段代码所要展现的效果是一样的，不过他们有不同的思路，下面来看柔性数组的应用代码：

Struct S
{
  int n;//所占大小为4个字节
  int arr[0];//大小未知
};
int main()
{
  //期望arr的大小是10个整形
  Struct S*ps=(Struct S*) malloc(sizeof(struct S)+10*sizeof(int));
 ps->n=10;
 int i=0;
for(i=0;i<10;i++)
{
  ps->arr[i]=i;
}
//增加、扩充
Struct S*ptr=(struct S*)realloc(ps,sizeof(struct S)+20*sizeof(int);
if(ptr!=NULL)
{
 ps=ptr;
}
//使用
//释放
free（ps）；
ps=NULL;
return 0;
}

下面是用其他代码来编写的，其想要达成的效果一样：

Struct S
{
  int n;
  int arr[];
};
int main()
{
  Struct S*ps=(Struct S*)malloc(sizeof(struct S));
  if(ps==NULL)
  return 1;
  ps->n=10;
  ps->arr=(int*)malloc(10*sizeof(int));
  if(ps->arr==NULL)
  return 1;
  int i=0;
  for(i=0;i<10;i++)
{
  ps->arr[i]=i;
}
//扩容
 int * ptr=(int*)realloc(ps->arr,20*sizeof(int));
if(ptr!=NULL)
{
  ps->arr=ptr;
}
  return 0;
}

注：这种方法虽然也达到了实现了相应的功能，但是和第一种相比还是有很多不足，这里我们不是用柔性数组开辟的空间，而是用指针的方式申请的空间内存，这里我们用到了两次malloc，两次malloc对应两次free，这样的场景下容易出错。而上面包含柔性数组的方式malloc的次数更少一些，更不容易出错，相对来说更好。