0长度数组（柔性数组）

在日常的编程中，有时候需要在结构体中存放一个长度动态的字符串，一般的做法，是在结构体中定义一个指针成员，这个指针成员指向该字符串所在的动态内存空间，例如：

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 print ?

1. typedef struct test    
2. {    
3.        int a;    
4.        double b;    
5.        char *p;    
6. };  

p指向字符串。这种方法造成字符串与结构体是分离的，不利于操作。如果把字符串跟结构体直接连在一起，不是更好吗？于是，可以把代码修改为这样：

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 print ?

1. char a[] = "hello world";  
2. test *stpTest = (test *)malloc(sizeof(test) + strlen( a ) + 1 );  
3. strcpy(stpTest + 1, a );  

这样一来，( char* )(stpTest + 1 )就是字符串"hello world"的地址了。这时候p成了多余的东西，可以去掉。但是，又产生了另外一个问题：老是使用( char* )((stpTest + 1 )不方便。如果能够找出一种方法，既能直接引用该字符串，又不占用结构体的空间，就完美了，符合这种条件的代码结构应该是一个非对象的符号地址，在结构体的尾部放置一个0长度的数组是一个绝妙的解决方案。不过，C/C++标准规定不能定义长度为0的数组，因此，有些编译器就把0长度的数组成员作为自己的非标准扩展。
在讲述柔性数组成员之前，首先要介绍一下不完整类型incomplete type)。不完整类型是这样一种类型，它缺乏足够的信息例如长度去描述一个完整的对象，

它的出现反映了C程序员对精炼代码的极致追求，这种代码结构产生于对动态结构体的需求。

鉴于这种代码结构所产生的重要作用，C99甚至把它收入了标准中。C99使用不完整类型实现柔性数组成员，在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(flexible array)成员(也叫伸缩性数组成员)，但结构中的柔性数组成员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。柔性数组成员只作为一个符号地址存在，而且必须是结构体的最后一个成员，sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。柔性数组成员不仅可以用于字符数组，还可以是元素为其它类型的数组。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。柔性数组的使用请看下面的例子：

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 print ?

1. typedef struct test  
2. {  
3.     int a;  
4.     double b;  
5.     char c[0];  
6. };  

有些编译器会报错无法编译可以改成：

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 print ?

1. typedef struct test  
2. {  
3.     int a;  
4.     double b;  
5.     char c[];  
6. };  

通过如下表达式给结构体分配内存：

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 print ?

1. test *stpTest = (test *)malloc(sizeof(test)+100*sizeof(char));  

c就是一个柔性数组成员，如果把stpTest指向的动态分配内存看作一个整体，c就是一个长度可以动态变化的结构体成员，柔性一词来源于此。c的长度为0，因此它不占用test的空间，同时stpTest->c就是“hello world”的首地址，不需要再使用( char * )( stpTest + 1 )这么丑陋的代码了。那个0个元素的数组没有占用空间，而后我们可以进行变长操作了。这样我们为结构体指针c分配了一块内存。用stpTest->c[n]就能简单地访问可变长元素。

当然，上面既然用malloc 函数分配了内存，肯定就需要用free 函数来释放内存：

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 print ?

1. free(stpTest);  

应当尽量使用标准形式，在非C99的场合，可以使用指针方法。需要说明的是：C89不支持这种东西，C99把它作为一种特例加入了标准。但是，C99所支持的是incomplete type，而不是zero array，形同int a[0];这种形式是非法的，C99 支持的形式是形同int a[];只不过有些编译器把int a[0];作为非标准扩展来支持，而且在C99 发布之前已经有了这种非标准扩展了，C99 发布之后，有些编译器把两者合而为一了。

另外：

测试代码：FlexibleArray.c

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1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3.   
4. struct line {  
5.          int length;  
6.          char test;  
7.          char contents[0]; 
8.     };  
9.   
10. int main(){  
11.     int i;  
12.       
13.     int this_length = 60;  
14.     struct line *thisline = (struct line *)malloc (sizeof (struct line) + this_length);  
15.     thisline->length = this_length;  
16.   
17.     printf ("thisline addr is %p\n", thisline);  
18.     printf ("thisline->length field value is %d\n",thisline->length);  
19.     printf ("thisline->length field addr is %p\n", &thisline->length);  
20.     printf ("thisline->test field addr is %p\n", &thisline->test);  
21.     printf ("thisline->contents field addr is %p\n", &thisline->contents);  
22.     printf ("thisline->contents[0] addr is %p\n", &thisline->contents[0]);  
23.     printf ("thisline->contents[0] addr is %p\n", &thisline->contents[1]);  
24.   
25.     for(i=0; i<3; i++){  
26.         thisline->contents[i] = 'a' + i;  
27.     }  
28.       
29.     char *p = thisline->contents;  
30.     printf("%c\n", p[2]);  
31.       
32.     free(thisline);  
33.     //After free , when we access the space ,we got garbage data;  
34.     printf("%d\n", thisline->length);  
35.     printf("%c\n", p[2]);  
36.   
37.     return 0;  
38. }  

运行效果：

update:2015-4-8

FlexibleArray2.c

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1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3. #include <string.h>  
4.   
5. struct line {  
6.          int length;  
7.          char test;  
8.          char contents[0];  
9.     };  
10.   
11. int main(){  
12.     int i;  
13.     char s[20] = "Hello World.";  
14.     int that_length = 60;  
15.     struct line thisline = {5, 'A', {'a', 'b', 'c'}};  
16.   
17.     struct line *thatline = malloc(sizeof(struct line) + that_length);  
18.     thatline->length = that_length;  
19.     for(i=0; i<3; i++){  
20.         thatline->contents[i] = 'A' + i;  
21.     }  
22.   
23.   
24.     char *p = thatline->contents;  
25.     printf("%c\n", p[2]);  
26.   
27.     free(thatline->contents);  
28.    thatline->contents = thisline.contents;  
29. // error: incompatible types when assigning to type ‘char[]’ from type ‘char *’  
30.     p = thatline->contents;  
31.    printf("%c\n", p[2]);  
32.   
33.     return 0;  
34. }  

可以看到根本无法修改一个实例中contents的指向，所以占用的是完整的内存区间，不能指向单独的地址空间。

FlexibleArray3.c

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1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3. #include <string.h>  
4.   
5. struct line {  
6.          int length;  
7.          char test;  
8.          char contents[];  
9.     };  
10.   
11. int main(){  
12.     struct line thisline = {5, 'A', {'a', 'b', 'c'}};  
13.   
14.     return 0;  
15. }  

可以看到严格的弹性数组和长度0的数组还是有区别的，这里就不能使用静态初始化，只能像FlexibleArray1.c中那样操作