C语言变长数组data[0]【总结】
C语言变长数组data[0]【总结】
1、前言
今天在看代码中遇到一个结构中包含char data[0],第一次见到时感觉很奇怪,数组的长度怎么可以为零呢?于是上网搜索一下这样的用法的目的,发现在linux内核中,结构体中经常用到data[0]。这样设计的目的是让数组长度是可变的,根据需要进行分配。方便操作,节省空间。
2、data[0]结构
经常遇到的结构形状如下:
struct buffer {int data_len; //长度char data[0]; //起始地址 };
在这个结构中,data是一个数组名;但该数组没有元素;该数组的真实地址紧随结构体buffer之后,而这个地址就是结构体后面数据的地址(如果给这个结构体分配的内容大于这个结构体实际大小,后面多余的部分就是这个data的内容);这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。
写个程序对比char data[0],char *data, char data[],如下所示:
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 #include <stdint.h> 5 6 typedef struct 7 { 8 int data_len; 9 char data[0]; 10 }buff_st_1; 11 12 typedef struct 13 { 14 int data_len; 15 char *data; 16 }buff_st_2; 17 18 typedef struct 19 { 20 int data_len; 21 char data[]; 22 }buff_st_3; 23 24 int main() 25 { 26 printf("sizeof(buff_st_1)=%u\n", sizeof(buff_st_1)); 27 printf("sizeof(buff_st_2)=%u\n", sizeof(buff_st_2)); 28 printf("sizeof(buff_st_3)=%u\n", sizeof(buff_st_3)); 29 30 buff_st_1 buff1; 31 buff_st_2 buff2; 32 buff_st_3 buff3; 33 34 printf("buff1 address:%p,buff1.data_len address:%p,buff1.data address:%p\n", 35 &buff1, &(buff1.data_len), buff1.data); 36 37 printf("buff2 address:%p,buff2.data_len address:%p,buff2.data address:%p\n", 38 &buff2, &(buff2.data_len), buff2.data); 39 40 printf("buff3 address:%p,buff3.data_len address:%p,buff3.data address:%p\n", 41 &buff3, &(buff3.data_len), buff3.data); 42 43 return 0; 44 }
从结果可以看出data[0]和data[]不占用空间,且地址紧跟在结构后面,而char *data作为指针,占用4个字节,地址不在结构之后。
3、实际当中的用法
在实际程序中,数据的长度很多是未知的,这样通过变长的数组可以方便的节省空间。对指针操作,方便数据类型的转换。测试程序如下:
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 #include <stdint.h> 5 6 typedef struct 7 { 8 int data_len; 9 char data[0]; 10 }buff_st_1; 11 12 typedef struct 13 { 14 int data_len; 15 char *data; 16 }buff_st_2; 17 18 typedef struct 19 { 20 int data_len; 21 char data[]; 22 }buff_st_3; 23 24 typedef struct 25 { 26 uint32_t id; 27 uint32_t age; 28 }student_st; 29 30 31 void print_stu(const student_st *stu) 32 { 33 printf("id:%u,age:%u\n", stu->id, stu->age); 34 } 35 36 int main() 37 { 38 student_st *stu = (student_st *)malloc(sizeof(student_st)); 39 stu->id = 100; 40 stu->age = 23; 41 42 student_st *tmp = NULL; 43 44 buff_st_1 *buff1 = (buff_st_1 *)malloc(sizeof(buff_st_1) + sizeof(student_st)); 45 buff1->data_len = sizeof(student_st); 46 memcpy(buff1->data, stu, buff1->data_len); 47 printf("buff1 address:%p,buff1->data_len address:%p,buff1->data address:%p\n", 48 buff1, &(buff1->data_len), buff1->data); 49 50 tmp = (student_st*)buff1->data; 51 print_stu(tmp); 52 53 buff_st_2 *buff2 = (buff_st_2 *)malloc(sizeof(buff_st_2)); 54 buff2->data_len = sizeof(student_st); 55 buff2->data = (char *)malloc(buff2->data_len); 56 memcpy(buff2->data, stu, buff2->data_len); 57 printf("buff2 address:%p,buff2->data_len address:%p,buff2->data address:%p\n", 58 buff2, &(buff2->data_len), buff2->data); 59 60 tmp = (student_st *)buff2->data; 61 print_stu(tmp); 62 63 buff_st_3 *buff3 = (buff_st_3 *)malloc(sizeof(buff_st_3) + sizeof(student_st)); 64 buff3->data_len = sizeof(student_st); 65 memcpy(buff3->data, stu, buff3->data_len); 66 printf("buff3 address:%p,buff3->data_len address:%p,buff3->data address:%p\n", 67 buff3, &(buff3->data_len), buff3->data); 68 69 tmp = (student_st*)buff1->data; 70 print_stu(tmp); 71 72 free(buff1); 73 74 free(buff2->data); 75 free(buff2); 76 77 free(buff3); 78 free(stu); 79 return 0; 80 }
程序执行结果如下:
采用char *data,需要进行二次分配,操作比较麻烦,很容易造成内存泄漏。而直接采用变长的数组,只需要分配一次,然后进行取值即可以。
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