C语言中的柔性数组

今天浏览酷壳上一篇文章http://coolshell.cn/articles/11377.html时，发现了有关“零长度的数组”的一些知识，其实之前在论坛中也见过这种用法，但是当时对此不太理解，时间一长就慢慢淡忘了该知识点。于是今天特意查了资料，总算弄清“零长度的数组”即柔性数组这一知识点，现在记录如下。

零长度的数组一般见于结构体中，而直接声明零长度数组，例如，

char str[0];

是无法编译通过的。而网上说零长度的数组一般是放在结构体的最后一个成员的位置处，但是我试了下，放在中间也是可以的。

先说说放在最后位置处的情况：

结构体声明如下：

struct str
{
	int len;
	int b;
	char s[0];
};

注意这里可能也无法编译通过(C99编译失败，C11编译成功)，没关系，改为char s[];这样就可以了。这里的char s[0]指的是一个变长数组，也相当于指针吧，不过跟指针却有本质的区别，如果声明成指针，那么指针指向的内存空间可能跟成员b的空间不连续，而声明成char s[0]则是连续的。

这里你可能对结构体struct str的大小不太明确，到底是是多少呢？经过测试发现是8，即sizeof(int) + sizeof(int)，也就是说s指向的空间不属于结构体str，这块空间紧跟着结构体str所代表的空间。

上文指出char s[0]指向的空间紧跟着结构体所代表的空间，因此对于一个struct str *型的指针变量申请内存有如下方法：

s = (struct str *)malloc(sizeof(struct str) + 10);

表示给成员s申请了10个字节的空间。
下面看一个例子：

#include 
#include 
#include 

struct str
{
	int len;
	int b;
	char s[0];
};


int main(int argc, char *argv[])
{
	struct str *s = NULL;
	
	printf("sizeof(struct str) = %d\n", sizeof(struct str));
	
	s = (str *)malloc(sizeof(struct str) + 10);
	s->len = 100;
	s->b = 50;
	
	strcpy(&s->s[0], "abc");
	puts(s->s);
	
	printf("sizeof(struct str) = %d\n", sizeof(struct str));
	
	printf("addr of len = %p, value of len = %d\n", &s->len, s->len);
	printf("addr of b = %p, value of b = %d\n", &s->b, s->b);
	printf("addr of s = %p, value of s = %s\n", &s->s, s->s);
	
	return 0;
}

执行结果为：

sizeof(struct str) = 8
abc
sizeof(struct str) = 8
addr of len = 0x9831008, value of len = 100
addr of b = 0x983100c, value of b = 50
addr of s = 0x9831010, value of s = abc

可以看出s确实是排在成员b的后面！尽管表面上看s是结构体str的成员，但实际上并不是；这样做的好处就是可以一次性将所需的内存空间申请出来(所以内存是连续的，内存碎片也减少了)，因为如果是以指针形式声明的，那么就必须做两次内存申请(结构体一次，成员s一次)。

再看看成员char s[0]放在结构体中间位置处：

#include 
#include 
#include 

struct str
{
	int len;
	char s[0];
	int b;
};


int main(int argc, char *argv[])
{
	struct str *s = NULL;
	
	printf("sizeof(struct str) = %d\n", sizeof(struct str));
	
	s = (str *)malloc(sizeof(struct str) + 10);
	s->len = 100;
	s->b = 50;
	
	strcpy(&s->s[0], "abc");
	puts(s->s);
	
	printf("sizeof(struct str) = %d\n", sizeof(struct str));
	
	printf("addr of len = %p, value of len = %d\n", &s->len, s->len);
	printf("addr of s = %p, value of s = %s\n", &s->s, s->s);
	printf("addr of b = %p, value of b = %d\n", &s->b, s->b);
	
	return 0;
}

执行结果为：

sizeof(struct str) = 8
abc
sizeof(struct str) = 8
addr of len = 0x8da6008, value of len = 100
addr of s = 0x8da600c, value of s = abc
addr of b = 0x8da600c, value of b = 6513249

可以清楚的看出s和b的地址是一样的，对s赋值，结果将b的值给覆盖重写了，有点像联合体哈！