c语言-柔性数组

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前言

本篇文章介绍c语言中的柔性数组。

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一、柔性数组的介绍

1.1 柔性数组的定义

在定义一个结构体类型时，结构体的最后一个成员变量允许为一个没有大小的数组时，这个数组称为柔性数组。
注意点：柔性数组成员必须是结构体成员的最后一个成员
例如，下面定义一个拥有柔性数组的结构体类型
方式一：

struct S
{
	int n;
	int arr[0];  //数组大小未知，柔性数组
};

方式二：

struct S
{
	int n;
	int arr[];  //数组大小未知，柔性数组
};

二、柔性数组的使用

2.1 使用说明

• sizeof返回的包含柔性数组的结构体的大小时，返回值不包括柔性数组的大小。
• 包含柔性数组的结构体使用malloc()函数进行动态内存的分配，并且分配的内存大小应该大于结构体的大小，以适应柔性数组的预期大小。
• 可以使用realloc()函数修改柔性数组的大小。

2.2 结构体中的成员只包含一个柔性数组成员

结构体定义：

//结构体成员只存在柔性数组成员
struct Single_S
{
	int arr[0];
};

使用malloc()为柔性数组分配空间

#include
#include
#include
#include
int main()
{
	struct Single_S* ps = (struct Single_S*)malloc(20);
	if (NULL == ps)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}

	//动态修改
	struct Single_S* ptr = (struct Single_S*)realloc(ps,40);
	if (ptr != NULL)
	{
		ps = ptr;
		ptr = NULL;
		//使用从ps->arr[5]开始，因为0~4已经初始化
		for (i = 5; i < 10; i++)
		{
			ps->arr[i] = i;
		}
	}
	//释放
	free(ps);
	ps = NULL;

	return 0;
}

通过vs的内存监视查看内存情况

2.3 结构体中的成员包含其他成员和一个柔性数组成员

结构体定义

struct S
{
	int n;
	int arr[];  //数组大小为0，柔性数组
};

使用malloc()为柔性数组分配空间

int main()
{
	//申请sizeof(struct S)+20
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S)+20);
	if (NULL == ps)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}
	//使用
	ps->n = 5;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;  //赋值
	}

	//扩容sizeof(struct)+40
	struct S* ptr = (struct S*)realloc(ps,sizeof(struct S)+40);
	
	if (ptr != NULL)
	{
		ps = ptr;
		ptr = NULL;

		//使用
		ps->n = 10;
		for (i = 5; i < 10; i++)
		{
			ps->arr[i] = i;  //赋值
		}
	}

	//释放
	free(ps);
	ps = NULL;

	return 0;
}

通过vs的内存监视查看内存情况

三、模拟柔性数组

结构体定义

struct SS
{
	int n;
	int* arr;  //int*指针
};

为了模拟柔性数组，在创建结构体变量时，采用malloc()为结构体分配内存。

int main()
{
	//创建结构体
	struct SS* ps = (struct SS*)malloc(sizeof(struct SS));
	if (NULL == ps)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}

	//创建一块5个int大小的空间
	ps->arr = (int*)malloc(5*sizeof(int));
	if (ps->arr != NULL)
	{
		ps->n = 5;
		int i = 0;
		for (i = 0; i < 5; i++)
		{
			ps->arr[i] = i;  //赋值
		}
	}

	//扩容
	int* ptr = (int*)realloc(ps->arr, 10*sizeof(int));
	if (ptr != NULL)
	{
		ps->arr = ptr;
		ptr = NULL;

		ps->n = 10;
		int  j = 0;
		for (j = 5; j < 10; j++)
		{
			ps->arr[j] = j; //赋值
		}
	}

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

通过vs的内存监视查看内存情况

使用这种方式，需要进行两次释放操作，首先释放数组的空间，然后释放结构体的空间。

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总结

本篇文章介绍了柔性数组的定义和使用，最后模拟实现柔性数组。