數組與指針的藝術 第八章 柔性數組成員
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注意:本係列文章轉自 csdn博客 https://blog.csdn.net/supermegaboy/archive/2009/11/23/4855027.aspx
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在講述柔性數組成員之前,首先要介紹一下不完整類型(incomplete type)。不完整類型是這樣一種類型,它缺乏足夠的信息例如長度去描述一個完整的對象。
6.2.5 Types
incomplete types (types that describe objects but lack information needed to determine their sizes).
C與C++關於不完整類型的語義是一樣的。
基本上沒有什麼書介紹過不完整類型,很多人初次遇到這個概念時腦袋會一片空白。事實上我們在實際的工程設計中經常使用不完整類型,隻不過不知道有這麼個概念而已。前向聲明就是一種常用的不完整類型:
class base;
struct test;
base和test隻給出了聲明,沒有給出定義。不完整類型必須通過某種方式補充完整,才能使用它們進行實例化,否則隻能用於定義指針或引用,因為此時實例化的是指針或引用本身,不是base或test對象。
一個未知長度的數組也屬於不完整類型:
extern int a[];
extern不能去掉,因為數組的長度未知,不能作為定義出現。不完整類型的數組可以通過幾種方式補充完整才能使用,大括號形式的初始化就是其中一種方式:
int a[] = { 10, 20 };
柔性數組成員(flexible array member)也叫伸縮性數組成員,它的出現反映了C程序員對精煉代碼的極致追求。這種代碼結構產生於對動態結構體的需求。在日常的編程中,有時候需要在結構體中存放一個長度動態的字符串,一般的做法,是在結構體中定義一個指針成員,這個指針成員指向該字符串所在的動態內存空間,例如:
struct test
{
int a;
double b;
char *p;
};
p指向字符串。這種方法造成字符串與結構體是分離的,不利於操作,如果把字符串跟結構體直接連在一起,不是更好嗎?於是,可以把代碼修改為這樣:
char a[] = “hello world”;
struct test *PntTest = ( struct test* )malloc( sizeof( struct test ) + strlen( a ) + 1 );
strcpy( PntTest + 1, a );
這樣一來,( char* )( PntTest + 1 )就是字符串“hello world”的地址了。這時候p成了多餘的東西,可以去掉。但是,又產生了另外一個問題:老是使用( char* )( PntTest + 1 )不方便。如果能夠找出一種方法,既能直接引用該字符串,又不占用結構體的空間,就完美了,符合這種條件的代碼結構應該是一個非對象的符號地址,在結構體的尾部放置一個0長度的數組是一個絕妙的解決方案。不過,C/C++標準規定不能定義長度為0的數組,因此,有些編譯器就把0長度的數組成員作為自己的非標準擴展,例如:
struct test
{
int a;
double b;
char c[0];
};
c就叫柔性數組成員,如果把PntTest指向的動態分配內存看作一個整體,c就是一個長度可以動態變化的結構體成員,柔性一詞來源於此。c的長度為0,因此它不占用test的空間,同時PntTest->c就是“hello world”的首地址,不需要再使用( char* )( PntTest + 1 )這麼醜陋的語法了。
鑒於這種代碼結構所產生的重要作用,C99甚至把它收入了標準中:
6.7.2.1 Structure and union specifiers
As a special case, the last element of a structure with more than one named member may have an incomplete array type; this is called a flexible array member.
C99使用不完整類型實現柔性數組成員,標準形式是這樣的:
struct test
{
int a;
double b;
char c[];
};
c同樣不占用test的空間,隻作為一個符號地址存在,而且必須是結構體的最後一個成員。柔性數組成員不僅可以用於字符數組,還可以是元素為其它類型的數組,例如:
struct test
{
int a;
double b;
float c[];
};
應當盡量使用標準形式,在非C99的場合,可以使用指針方法。有些人使用char a[1],這是非常不可取的,把這樣的a用作柔性數組成員會發生越界行為,雖然C/C++標準並沒有規定編譯器應當檢查越界,但也沒有規定不能檢查越界,為了一個小小的指針空間而犧牲移植性,是不值得的。
最後更新:2017-04-02 06:51:23