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长度为0的数组——C语言的非标准用法之一

2012-03-12 10:26 295 查看
在标准C和C++中,长度为0的数组是被禁止使用的。不过在GNU C中,存在一个非常奇怪的用法,那就是长度为0的数组,比如Array[0];很多人可能觉得不可思议,长度为0的数组是没有什么意义的,不过在这儿,它表示的完全是另外的一层意思,这个特性是不可移植的,所以,如果你致力于编写可移植,或者是稍稍需要跨平台的代码,这些Trick最好还是收起来的好。
在GNU的指南中,它是如此写道:

struct line

{

int length;

char contents[0];

};

//...ommit code here

{

struct line *thisline = (struct line *) malloc (sizeof (struct line) + this_length);

thisline->length = this_length;

}

这个用法主要用于变长Buffer,struct line的大小为4,结构体中的contents[0]不占用任何空间,甚至是一个指针的空间都不占,contents在这儿只是表示一个常量指针,这个特性是用编译器来实现的,即在使用thisline->contents的时候,这个指针就是表示分配内存地址中的某块buffer,比如 malloc (sizeof (struct line) + this_length)返回的是0x8f00a40,thisline->contents指向的位置就是(0x8f00a40
+ sizeof(struct line)),而这儿sizeof(struct line)仅仅是一个int的四字节。

对于这个用法,我们定义的结构体指针可以指向任意长度的内存buffer,这个技巧在变长buffer中使用起来相当方便。

可能有朋友说,为什么不把最后的contents直接定义为一个指针呢?这儿的差别是这样的,如果定义为一个指针,它需要占用4Bytes,并且在申请好内存后必须人为赋地址才可以。如果使用这个用法,这个常量指针不占用空间,并且无需赋值。

但是,方便并不是绝对的,在释放分配的内存的时候,由于函数free会认为*thisline 只是指向一个4字节的指针,即只会释放length的空间,而对于后面占据大头的buffer却视而不见,这个就需要人为干预;而对于后面的声明指针的方式,则可以直接用Free(thisline->contents)的方式释放掉分配的内存。ASSERT:除非必要,不要轻易使用这个功能,GNU C下可以编译通过,所以你在使用vc++,那就不用尝试了,编译都无法通过。

总结:

用途:长度为0的数组的主要用途是为了满足需要变长度的结构体。

用法:在一个结构体的最后,申明一个长度为0的数组,就可以使得这个结构体是可变长的。对于编译器来说,此时长度为0的数组并不占用空间,因为数组名本身不占空间,它只是一个偏移量,数组名这个符号本身代表了一个不可修改的地址常量(注意:数组名永远都不会是指针!),但对于这个数组的大小,我们可以进行动态分配。例如:

typedef struct{

int len;

char data[0];

}test_t;

int my_length = 10;

test_t *p_test = (test_t *)malloc(sizeof(test_t) + my_length);

p_test->len = my_length;

......

free(p_test);

之后对于结构体中的数组可以像一般的数组一样进行访问。

注意:如果结构体是通过calloc、malloc或者new等动态分配方式生成,在不需要时要释放相应的空间。

优点:比起在结构体中声明一个指针变量、再进行动态分配的办法,这种方法效率要高。因为在访问数组内容时,不需要间接访问,避免了两次访存。

缺点:在结构体中,数组为0的数组必须在最后声明,使用上有一定限制。
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