C/C++中的柔性数组(可伸缩性数组)

在STL源码中的第2级空间配置器有一个联合定义如下:

union obj { union obj* free_list_link;   char client_data[1];  };

在侯大师的详细解释下,我总算对STL的空间配置器有一个总体印象。但对以上这个联合体的设计方式始终不得其所,client_data[1]这个数组,在空间分配中根本没有使用到嘛!它的设计初衷是什么呢?

       经过查询资料,得出以下粗浅的理解:首先作者使用联合体这个结构体的目的应该是充分利用内存,若使用结构体,占用的内存肯定更大。然后,为何有client_data[1]这个数组定义,看STL源码,在内存分配过程中,即在空间配置函数allocate()中调用的函数refill()里面,只应用到了free_list_link这个指针,这个指针的作用是链接内存块(1字节-16字节),当free_list链表中的内存块返回给用户(动态申请)时,free_list_link这个指针将被遗弃(即时在内存块的前4个字节(就是该内存块的free_list_link内容)存有下一个内存块的地址)。而client_data[1]这个数组到底有何作用,其实该数组是定义一个柔性数组。不是内存块的大小(1字节-16字节)吗?对数组大小不能确定的数组,可以通过构造一个柔性数组来解决这个问题。下面介绍柔性数组的定义。

       柔性数组

引用一个博客:http://www.cppblog.com/Dream5/articles/148386.html

       C99中,若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,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。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。

       结构体变长的妙用——0个元素的数组,有时我们需要产生一个结构体,实现了一种可变长度的结构。如何来实现呢?
看这个结构体的定义:
typedef struct st_type
{
int nCnt;
int item[0];
}type_a;
(有些编译器会报错无法编译可以改成:)
typedef struct st_type
{
int nCnt;
int item[];
}type_a;
这样我们就可以定义一个可变长的结构,用sizeof(type_a)得到的只有4,就是sizeof(nCnt)=sizeof(int)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。

type_a *p = (type_a*)new char[sizeof(type_a)+100*sizeof(int)];
这样我们就产生了一个长为100的type_a类型的东西用p->item[n]就能简单地访问可变长元素,原理十分简单,分配了比sizeof(type_a)多的内存后int item[];就有了其意义了,它指向的是int nCnt;后面的内容,是没有内存需要的,而在分配时多分配的内存就可以由其来操控,是个十分好用的技巧。



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