【C语言】一篇带你了解 柔性数组的意义与如何使用

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：

typedef struct S
{
	int i;
	int a[0];//柔性数组成员
}S;

有些编译器会报错无法编译可以改成：

typedef struct S
{
	int i;
	int a[];//柔性数组成员
}S;

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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 ,calloc等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。

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柔性数组的使用

代码1

#include
#include
typedef struct S
{
	int i;
	int a[];//柔性数组成员
}S;

int main()
{
	//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。
	S* s = (S*)malloc(sizeof(S) * sizeof(int) * 10);
    //判断s是否开辟成功
	if (s == NULL)
		perror("malloc:");

	//使用
	s->i = 100;
	int i = 0;

	//柔性数组使用
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		s->a[i] = i;
	}
    //打印
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", s->a[i]);
	}
    //释放空间
    free(s);
	system("pause");
	return 0;
}

最终输出结果
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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柔性数组的优势

代码2

上述的 struct S结构也可以设计为结构中指针方案

#include
#include
//代码2
typedef struct S
{
	int i;
	int* pa;//柔性数组成员
}S;

int main()
{
	S* s = (S*)malloc(sizeof(S));
	//判断s是否开辟成功
	if (s == NULL)
		perror("malloc:");

	int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	//判断是否开辟成功
	if (s->pa == NULL)
		perror("malloc:");
	else
		//开辟成功就还给s->pa使用
		s->pa = ptr;

	//使用
	s->i = 10;
	int i = 0;

	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		s->pa[i] = i;
	}

	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", s->pa[i]);
	}

	//释放空间
	//先释放s->pa,如果先释放s就找不到s->pa了
	free(s->pa);
	s->pa = NULL;
	free(s);
	s = NULL;
	system("pause");
	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：

• 代码1：
  malloc 1次 free 1次， 容易维护空间，不易出错malloc次数少，内存碎片就会较少，内存的使用率就较高一些

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。

• 代码2
  malloc 2次，free 2次，维护难度加大，容易出错内存碎片就会增多，内存的使用率就下降了

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