零长度数组的妙用

这个零长度数组，基本上在应用开发的时候，很少接触到，今天却遇上了，原因是要使用一个同事开发的内核模块。编译的时候，出现了。

1	error : ISO C forbids zero - size array 'payload' [ - Werror = pedantic ]

其报错的结构体大概是这样的：

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struct a {      int i ;      char payload [ 0 ] ; } ;

gcc编译的时候，没有给通过。原因是因为加了参数 -pedantic 从上面的 -Werror=pedantic 也可以看出是该错误的原因了。-pedantic 参数的话，简单的说，就是严格遵循ISO C 和 ISO C++的标准。也就是关闭了所有的GNU的扩展了。那么我们就可以说这个零长度的数组是GNU的扩展了。把编译的参数 -pedantic去掉后，确实可以通过。

然后就开始谷歌搜一通吧。看看这个零长度数组，到底有什么用途，因为我也没做内核的开发，从同事的言语中，得知，linux内核代码中，有大量的这种方式的代码。查到了GCC手册。里面说得很详细：

6.17 Arrays of Length Zero

手册是英文的，如果觉得蛋疼，可以看看一个是繁体的翻译，不过是在blogger上的博文，需要爬墙：

C Struct Hack – Structure with variable length array

手册中提供了下面这样的一个结构体：

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struct line {      int length ;      char contents [ 0 ] ; } ;      struct line * thisline = ( struct line * ) malloc ( sizeof ( struct line ) + this_length ) ; thisline -> length = this_length ;

说的是，打算contents在末尾刚好指向this_length存储的数据空间头，这样就方便我们对于this_length数据的读取操作了。其实就是灵活的运用的数组指向的是其后面的连续的内存空间，但是在C90之前，并不支持0长度的数组，所以C Struct Hack用的方法就是

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struct line {      int length ;      char contents [ 1 ] ; } ;

但是这样显然会浪费空间，sizeof会返回8的长度（内存对齐）。所以GNU就对其进行了扩展。当使用contents[0]的时候，也就是0长度数组的时候，此次返回的长度就为4了。在C99之后，也加了类似的扩展，只不过用的是char payload[]这种形式（所以如果你在编译的时候确实需要用到-pedantic参数，那么你可以将char payload[0]类型改成char payload[]，这样就可以编译通过了，当然你的编译器必须支持C99标准的，如果太古老的编译器，那可能不支持了）。所以结构体的末尾，就是指向了其后面的内存数据。因此我们可以很好的将该类型的结构体作为数据报文的头格式，并且最后一个成员变量，也就刚好是负载或内容了。

手册还提供了另外两个结构体来说明，更容易看懂意思：

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struct f1 {      int x ;      int y [ ] ; } f1 = { 1 , { 2 , 3 , 4 } } ;      struct f2 {      struct f1 f1 ;      int data [ 3 ] ; } f2 = { { 1 } , { 5 , 6 , 7 } } ;

我把f2里面的2,3,4改成了5,6,7以示区分。如果你把数据打出来。即如下的信息：

f1.x = 1

f1.y[0] = 2

f1.y[1] = 3

f1.y[2] = 4

也就是f1.y指向的是{2,3,4}这块内存中的数据。所以我们就可以轻易的得到，f2.f1.y指向的数据也就是正好f2.data的内容了。打印出来的数据：

f2.f1.x = 1

f2.f1.y[0] = 5

f2.f1.y[1] = 6

f2.f1.y[2] = 7

如果你不是很确认其是否占用空间。你可以用sizeof来计算一下。就可以知道sizeof(struct f1)=4,也就是int y[]其实是不占用空间的。但是这个0长度的数组，必须放在结构体的末尾。如果你没有把它放在末尾的话。编译的时候，会有如下的错误：

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main . c : 37 : 9 : error : flexible array member not at end of struct      int y [ ] ;          ^

到这边，你可能会有疑问，如果将struct f1中的int y[]替换成int *y，又会是如何？这就涉及到数组和指针的问题了。有时候吧，这两个是一样的，有时候又有区别。

首先要说明的是，支持0长度数组的扩展，重点在数组，也就是不能用int *y指针来替换。sizeof的长度就不一样了。把struct f1改成这样：

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struct f3 {      int x ;      int * y ; } ;

在64位下，sizeof(struct f1)=4，而sizeof(struct f3)=16。因为int *y是指针，指针在64位下，是64位的，如果在32位环境的话，sizeof(struct f3)则是8了，sizeof(struct f1)不变。所以int *y是不能替代int y[]的。