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【C】柔性数组详解

时间:2023-04-10 23:10:42浏览次数:48  
标签:ps arr struct int 详解 数组 柔性

@TOC


柔性数组

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。

例如:

struct
{
	int n;
	float s;
	int arr[];//柔性数组成员//是结构体的成员变量,但是是数组
};
int main()
{

	return 0;
}

有些编译器会报错无法编译可以改成:

struct
{
	int n;
	float s;
	int arr[0];//这里做了改动,柔性数组成员
};
int main()
{

	return 0;
}

1.1 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:

struct S
{
	int n;//4
	float s;//4 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
	int arr[];//柔性数组成员
};
int main()
{
	printf("%d\n",sizef(struct S));//输出的结果是8  sizeof返回的结构大小不包括柔性数组的内存
}

1.2 柔性数组的使用

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

struct S
{
	int n;//4
	float s;//4 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
	int arr[];//柔性数组成员//是结构体的成员变量,但是是数组
};
int main()
{
	//printf("%d\n",sizef(struct S));//8  sizeof返回的结构大小不包括柔性数组的内存
	//struct S s;//不包含arr柔性数组的空间,这时就需要借助malloc来开辟空间

	//为柔性数组arr开辟4个整型元素的连续空间
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + sizeof(int) * 4);
	//检查
	if (ps == NULL)
	{
        //……
		return 1;
	}
	//使用
	ps->n = 100;
	ps->s = 5.5f;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		scanf("%d", &(ps->arr[i]));
	}

	printf("%d %f\n", ps->n, ps->s);

	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		printf("%d", ps->arr[i]);
	}

	//修改柔性数组成员arr的内存空间
	struct S* ptr = (struct S*)realloc(ps, sizeof(struct S) + 5 * sizeof(int));
	if (ptr != NULL)
	{
		ps = ptr;
		ptr = NULL;
	}
	//……使用


	//释放
	free(ps);
	ps = NULL;

运行结果:

【C】柔性数组详解_数组


1.3 柔性数组的优势

上述的struct结构也可以设计为:

//代码2//结构体包含一个指针,指针指向malloc开辟的空间
struct S
{
	int n;
	float s;
	int* arr;//arr指向的空间malloc,数据都放在堆上以保持和上面代码一致
};
int main()
{
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
	if (ps == NULL)
		return 1;

	ps->n = 100;
	ps->s = 5.5f;

	int* ptr = (int*)malloc(4 * sizeof(int));
	if (ptr == NULL)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		ps->arr = ptr;
	}

	//使用

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		scanf("%d", &(ps->arr[i]));
	}

	//调整空间
	 //……relloc
	 //打印
	printf("%d\n", ps->n);
	printf("%f\n", ps->s);
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}

	//释放
	free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	free(ps);
	ps = NULL;
	return 0;
}

上述代码1代码2可以实现同样的功能,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

方法2,struct开辟的空间和malloc开辟的空间不一定是连续的,会有内存碎片(内存与内存之间的间隙)

方法1,一次性将struct内部的结构体成员的空间都开辟好了,是一块连续的空间

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)


结语:

这里我们关于柔性数组的内容就介绍完了, 文章中某些内容我们之前有介绍,所以只是一笔带过,还请谅解。 希望以上内容对大家有所帮助

标签:ps,arr,struct,int,详解,数组,柔性
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