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C语言中长度为0的数组详解

2024-04-02 19:55

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概述

长度为0的数组在标准c和c++中是不合法的，但是在gcc中是可行的。

长度为0数组它的最典型的用法就是位于结构体中的最后一项。

使用方式

如下面的例子，分别使用长度为0的数组和指针声明结构体，实现可变长度的数组功能：


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct test1
{
    int a;
    int b[0];
};
struct test2
{
    int a;
    int *b;
};
struct test3
{
    int a;
    int reserved;//占位符，64位系统中保证结构体字节对齐，test2中是由编译器对齐的，所以两个结构体占用空间相同
    int *b;
};
int main()
{
    struct test1 *var1;
    struct test2 *var2;
    int iLength = 10;
    int i;
    printf("the length of struct test1:%d\n",sizeof(struct test1));
    printf("the length of struct test2:%d\n",sizeof(struct test2));
    printf("the length of struct test3:%d\n",sizeof(struct test3));
    var1=(struct test1*)malloc(sizeof(struct test1) + sizeof(int) * iLength);
    var1->a=iLength;
    for(i=0; i < var1->a; i++)
    {
        var1->b[i]=i;
        printf("var1->b[%d]=%d\t", i, var1->b[i]);
    }
    printf("\n"); 
    printf("p var1 = %p\n", var1);
    printf("p var1->a %p\n", &var1->a);
    printf("var1->b %p\n", var1->b);
    printf("p var1->b %p\n", &var1->b);
    printf("p var1->b[0] %p\n", &var1->b[0]);
    printf("p var1->b[1] %p\n", &var1->b[1]);
    printf("\n\n");
    var2=(struct test2*)malloc(sizeof(struct test2));
    var2->a=iLength;
    var2->b=(int *)malloc(sizeof(int) * iLength);
    for(i=0; i < var2->a; i++)
    {
        var2->b[i]=i;
        printf("var2->b[%d]=%d\t", i, var2->b[i]);
    }
    printf("\n"); 
    printf("p var2 = %p\n", var2);
    printf("p var2->a %p\n", &var2->a);
    printf("var2->b %p\n", var2->b);
    printf("p var2->b %p\n", &var2->b);
    printf("p var2->b[0] %p\n", &var2->b[0]);
    printf("p var2->b[1] %p\n", &var2->b[1]);
    free(var1);
    free(var2->b);
    free(var2);
    return 0;
}

64位linux系统中运行结果


the length of struct test1:4
the length of struct test2:16
the length of struct test3:16
var1->b[0]=0    var1->b[1]=1    var1->b[2]=2    var1->b[3]=3    var1->b[4]=4    var1->b[5]=5    var1->b[6]=6    var1->b[7]=7    var1->b[8]=8    var1->b[9]=9
p var1 = 0x55eb1a7d7670
p var1->a 0x55eb1a7d7670
var1->b 0x55eb1a7d7674
p var1->b 0x55eb1a7d7674
p var1->b[0] 0x55eb1a7d7674
p var1->b[1] 0x55eb1a7d7678
var2->b[0]=0    var2->b[1]=1    var2->b[2]=2    var2->b[3]=3    var2->b[4]=4    var2->b[5]=5    var2->b[6]=6    var2->b[7]=7    var2->b[8]=8    var2->b[9]=9
p var2 = 0x55eb1a7d76b0
p var2->a 0x55eb1a7d76b0
var2->b 0x55eb1a7d76d0
p var2->b 0x55eb1a7d76b8
p var2->b[0] 0x55eb1a7d76d0
p var2->b[1] 0x55eb1a7d76d4

使用长度为0的数组可以比指针更方便地进行内存的管理。

结构体test1在分配内存时，则是采用一次分配的原则，一次性将所需的内存全部分配给它，释放也是一次释放。数组和结构体的内存是连续的。

结构体test2在分配内存时，需采用两步：首先，需为结构体分配一块内存空间；其次再为结构体中的成员变量分配内存空间。这样两次分配的内存是不连续的，需要分别对其进行管理。当使用长度为0的数组时，则是采用一次分配的原则，一次性将所需的内存全部分配给它。相反，释放时也是一样的。