（C语言进阶）柔性数组

• 柔性数组的概念
• 柔性数组的特点
• 柔性数组的使用
• 柔性数组的优势

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1.柔性数组的概念

也许你从来没有听说过柔性数组（flexible array）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。

举例说明：

struct S
{
	int a;
	char c;
	int arr[];  //int arr[0] 
    //结构体的最后一个成员不指定大小 - 柔性数组成员
};

2.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。
• sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
• 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。

例如：

//code1
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

3.柔性数组的使用

//代码1
int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//业务处理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
{
 p->a[i] = i;
}
free(p);

 这样柔性数组成员a，相当于获得了100个整型元素的连续空间

示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
struct S
{
	int n;
	char c;
	int arr[0];//柔性数组成员
};

int main()
{
	//
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 10 * sizeof(int));
	if (ps == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}
	//使用
	ps->n = 100;
	ps->c = 'w';
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d\n", ps->arr[i]);
	}
	return 0;
}

 结果：

柔性数组的柔性体现在：因为数组的大小是由malloc申请空间而来的，目前只能存放10个int大小的数据，而我们需要更多的空间时，可以使用realloc进行修改空间。如此，柔性数组的柔性体现出来了，因为数组的大小是可以变化的。

使用realloc调整柔性数组空间大小 

4. 柔性数组的优势

//code1 柔性数组方案
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

上述的 type_a 结构也可以设计为：

//代码2 结构体指针方案
typedef struct st_type
{
 int i;
 int *p_a;
}type_a;
type_a *p = (type_a *)malloc(sizeof(type_a));
p->i = 100;
p->p_a = (int *)malloc(p->i*sizeof(int));
//业务处理
for(i=0; i<100; i++)
{
 p->p_a[i] = i;
}
//释放空间
free(p->p_a);
p->p_a = NULL;
free(p);
p = NULL;

（或者看下面这俩是具体到类型使用，都是一个意思）

（代码1）

//code 1 柔性数组方案
struct S
{
	int n;
	char c;
	int* arr;
};

int main()
{
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
	if (ps == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	return 0;
}

（代码2）上面方案也可以设计成 ：

//代码2 结构体指针方案
struct S
{
	int n;
	char c;
	int* arr;
};
int main()
{
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
	if (ps == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	if (ptr == NULL)
	{
		perror("malloc2");
		return 1;
	}
	else
	{
		ps->arr = ptr;
	}
	//使用
	ps->n = 100;
	ps->c = 'w';
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}
	//打印
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d\n", ps->arr[i]);
	}
	//扩容 - 调整arr大小
	ptr = realloc(ps->arr, 20 * sizeof(int));
	if (ptr == NULL)
	{
		perror("realloc");
		return 1;
	}
	else 
	{
		ps->arr = ptr;
	}
	//使用
	//...
	//释放
	free(ps->arr);
	ps->arr == NULL;
	free(ps);
	ps = NULL;
	return 0;
}

上述 代码1 和 代码2 可以完成同样的功能，但是 方法1 的实现有两个好处：

第一个好处是：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。

第二个好处是：这样有利于访问速度.

连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。（其实，我个人觉得也没多高了，反正你跑不了要用做偏移量的加法来寻址）

（本节完）