c语言快速入门|C语言柔性数组详解柔性数组|c语言

文章目录

前言
一、柔性数组是什么？
二、柔性数组的特点
三、柔性数组的优点
总结

前言可能大家第一眼看到这个标题会有点懵，到底什么是柔性数组，我怎么从来没听说过？但柔性数组确实是存在的，也经常会出现在一些公司的面试题中，今天就跟着笔者来学习一下柔性数组吧。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

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一、柔性数组是什么？ C99中，结构体中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫作柔性数组，for example：

struct st_type { int i; int a[0]; //柔性数组成员,也可以写int a[]; };

结构体成员a数组，它的数组大小是没有确定的，将来如果需要可以大也可以小。
有些编译器支持a[0]这种写法，有些编译器支持a[ ]这种写法，具体取决编译器。
二、柔性数组的特点 1.结构体中柔性数组成员前面必须至少有一个其他成员
示例如下：

struct st_type { int i; int a[0]; //柔性数组成员,也可以写int a[]; };

比如上面这段代码，如果你要创建一个柔性数组a，前面必须创建一些别的成员
2.sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存
示例如下：

struct st_type { int i; //4字节 int a[0]; //柔性数组成员,也可以写int a[]; //因为是柔性数组，无法确认a占几个字节 }; int main() {printf("%d\n", sizeof(struct st_type)); //打印4 return 0; }

这里计算包含柔性数组的结构体大小，因为柔性数组本身是无法确定有几个字节的，所以计算整体结构体大小时，会省略柔性数组的计算。
3.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
ps：除了malloc函数，realloc、calloc等动态内存开辟的函数也需要类似的操作
比如说我现在要数组a里面有10个元素，现在进行malloc一下
示例如下：

#include #include struct st_type { int i; //4字节 int a[0]; //柔性数组成员,也可以写int a[]; }; int main() {//假设我现在需要a里有10个元素 struct st_type*ps=(struct st_type*)malloc(sizeof(struct st_type) + 10 * sizeof(int)); if (ps == NULL)//由于空间可能不够开辟导致malloc开辟失败，开辟失败会返回空指针 {printf("%s\n", strerror(errno)); return -1; //程序出问题后，跳出程序 } //开辟成功 int j = 0; for (j = 0; j < 10; j++) {ps->a[j] = j; } for (j = 0; j < 10; j++) {printf("%d ", ps->a[j]); //打印0-9 } printf("\n"); //如果想继续用柔性数组a进行打印 //比如现在a里只有10个元素，我用完10个了，我还要继续来10个,用realloc追加 struct st_type*ptr=realloc(ps, sizeof(struct st_type) + 20 * sizeof(int)); //ps:realloc第二个参数是调整后的整体大小 if (ptr == NULL) {printf("扩容失败\n"); return -1; } else {ps = ptr; } //扩容成功 int k = 0; for (k = 10; k < 20; k++) {ps->a[k] = k; } for (j = 0; j < 20; j++) {printf("%d ", ps->a[j]); //打印0-19 } //释放空间 free(ps); ps = NULL; return 0; }

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我们这里需要数组a里有10个元素，那我们malloc的时候要对结构体里的整形i先开辟4个字节，然后为整形数组a再开辟40个字节，然后malloc函数返回开辟空间的起始地址,赋给truct st_type * 类型的ps指针。
malloc(sizeof(struct st_type) + 10 * sizeof(int))这个操作等价于struct st_type类型创建一个变量所占空间，只不过是用malloc来开辟
你改变数组a大小，追加空间时，realloc(ps, sizeof(struct st_type) + 20 * sizeof(int))，realloc的第一个参数仍然是ps，因为你当时是用malloc一次开辟出的一块空间，你是不能单独调整数组a的空间的
三、柔性数组的优点柔性数组就是对一块空间实现动态开辟嘛，那我们之前也讲过指针来动态内存开辟，我们来看一段代码来对比一下这两种方法：

//用指针也可以做到a指向的空间动态变化 struct st_type { int i; //4字节 int *a; //4字节，这里计算结构体大小恰好是8字节 }; int main() { struct st_type*ps = (struct st_type*)malloc(sizeof(struct st_type)); ps->i = 100; ps->a = (int*)malloc(10 * sizeof(int)); //a指向40个字节的空间，该空间由int*进行管理 int j = 0; for (j = 0; j < 10; j++) {ps->a[j] = j; //a[j]=*(a+j) } for (j = 0; j < 10; j++) {printf("%d", ps->a[j]); } //a指向的空间不够了，希望调整大小 int *ptr = (int*)realloc(ps->a, 20 * sizeof(int)); if (ptr == NULL) {printf("扩容失败"); return -1; } else {ps->a = ptr; } //使用... //释放 free(ps->a); ps->a = NULL; free(ps); ps = NULL; }

这里需要注意的是，在释放空间时，你要先释放指针a指向的空间，然后释放结构体指针

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如上图，我们结构体指针ps开辟一块空间，空间里存放整形i和整形指针a，a又malloc（后续如果需要还可以realloc追加）一块空间，如果你先释放掉ps，a就没了，你就没法找到a指向的那块空间了。
还是那个生动的例子就比如a是一个警察头子，malloc开辟的空间是卧底，只有a知道那个卧底，你现在警察头子死了，再也没法证明卧底是卧底了，也就是说a消失后，没办法再对开辟的空间进行释放，这时就会造成内存泄露，指针实现动态内存调整是需要对指针释放讲解一定的顺序性的
这里对比柔性数组，柔性数组和上述的指针都可以实现一块空间大小的调整，但是柔性数组有两个好处：
第一个好处是：方便内存释放
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。以上，如果我把结构体的内存及其成员要的内存一次性分配好，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free就可以把所有内存都释放掉，并且不用考虑前面说的释放的顺序。
第二个好处是：加快访问速度
连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。
ps：内存碎片如下图

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操作系统给我们一块内存，我们在进行malloc时，不一定就是一块连着一块的，上图的空白部分就是内存碎片，有些类似我们裁剪布料，一些剩余的边角料这样。
总结 【c语言快速入门|C语言柔性数组详解】本文介绍了柔性数组的定义、其三个使用特点，及其对比指针实现动态内存的优势，并对其进行了具体举例，知识点并不复杂，希望读者学习完本文后能对柔性数组有更进一步的理解，祝读者生活愉快！