C柔性数组

柔性数组成员

柔性数组
1、允许结构中包含一个大小可变的数组,sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
2、包含柔性数组成员的结构要使用malloc()函数进行内存的动态分配。分配的内存大于结构体的大小。
3、柔性数组的定义
typedef strcut type
{
 int i;
 int a[];
}type_a;
4、type_a *p=(type_a *)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
5、p->a[n]直接访问数组。
6、free释放内存

struct结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组,但是柔性数组前面必须有一个其他成员。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。

sizeof(type)只有4.
type *p= (type*)malloc(sizeof(type)+100*sizeof(int));
p->a[n] 方便的访问数组。
在讲述柔性数组成员之前,首先要介绍一下不完整类型(incomplete type)。不完整类型是这样一种类型,它缺乏足够的信息例如长度去描述一个完整的对象。

6.2.5 Types

incomplete types (types that describe objects but lack information needed to determine their sizes).

C与C++关于不完整类型的语义是一样的。

基本上没有什么书介绍过不完整类型,很多人初次遇到这个概念时脑袋会一片空白。事实上我们在实际的工程设计中经常使用不完整类型,只不过不知道有这么个概念而已。前向声明就是一种常用的不完整类型:

class base;

struct test;

base和test只给出了声明,没有给出定义。不完整类型必须通过某种方式补充完整,才能使用它们进行实例化,否则只能用于定义指针或引用,因为此时实例化的是指针或引用本身,不是base或test对象。

一个未知长度的数组也属于不完整类型:

extern int a[];

extern不能去掉,因为数组的长度未知,不能作为定义出现。不完整类型的数组可以通过几种方式补充完整才能使用,大括号形式的初始化就是其中一种方式:

int a[] = { 10, 20 };

柔性数组成员(flexible array member)也叫伸缩性数组成员,它的出现反映了C程序员对精炼代码的极致追求。这种代码结构产生于对动态结构体的需求。在日常的编程中,有时候需要在结构体中存放一个长度动态的字符串,一般的做法,是在结构体中定义一个指针成员,这个指针成员指向该字符串所在的动态内存空间,例如:
struct test
{
       int a;
       double b;
       char *p;
};

p指向字符串。这种方法造成字符串与结构体是分离的,不利于操作,如果把字符串跟结构体直接连在一起,不是更好吗?于是,可以把代码修改为这样:

char a[] = “hello world”;
struct test *PntTest = ( struct test* )malloc( sizeof( struct test ) + strlen( a ) + 1 );
strcpy( PntTest + 1, a );

这样一来,( char* )( PntTest + 1 )就是字符串“hello world”的地址了。这时候p成了多余的东西,可以去掉。但是,又产生了另外一个问题:老是使用( char* )( PntTest + 1 )不方便。如果能够找出一种方法,既能直接引用该字符串,又不占用结构体的空间,就完美了,符合这种条件的代码结构应该是一个非对象的符号地址,在结构体的尾部放置一个0长度的数组是一个绝妙的解决方案。不过,C/C++标准规定不能定义长度为0的数组,因此,有些编译器就把0长度的数组成员作为自己的非标准扩展,例如:

struct test
{
       int a;
       double b;
       char c[0];
};

c就叫柔性数组成员,如果把PntTest指向的动态分配内存看作一个整体,c就是一个长度可以动态变化的结构体成员,柔性一词来源于此。c的长度为0,因此它不占用test的空间,同时PntTest->c就是“hello world”的首地址,不需要再使用( char* )( PntTest + 1 )这么丑陋的语法了。

鉴于这种代码结构所产生的重要作用,C99甚至把它收入了标准中:

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使用不完整类型实现柔性数组成员,标准形式是这样的:

struct test
{
       int a;
       double b;
       char c[];
};

c同样不占用test的空间,只作为一个符号地址存在,而且必须是结构体的最后一个成员。柔性数组成员不仅可以用于字符数组,还可以是元素为其它类型的数组,例如:

struct test
{
       int a;
       double b;
       float c[];
};

应当尽量使用标准形式,在非C99的场合,可以使用指针方法。有些人使用char a[1],这是非常不可取的,把这样的a用作柔性数组成员会发生越界行为,虽然C/C++标准并没有规定编译器应当检查越界,但也没有规定不能检查越界,为了一个小小的指针空间而牺牲移植性,是不值得的。
简化版应用场景:有一串不同类型,不同大小的数据需要传输,某通信协议支持x byte的数据包长度,将这一串数据封装成不大于x byte的数据包依次传输,如何设计数据包的封装和解析?

设计数据包:为了方便对端解析,设计数据包有头部和数据两段,头部用结构体的元素表示,需要什么信息则添加一个元素定义,数据段用柔性数组,是为了保证头部和数据段得内存保持连续,如下所示:
[html] view plaincopyprint?
typedef struct node_s {
    int type;        /* 头部,可根据实际情况添加元素 */
    int len;         /* 头部,标识数据段已使用的长度 */
    char value[0];   /* 数据段,柔性数组 */
} node_t;
所以,柔性数组实现扩展长度的结构体一句话概括就是:在结构体的最后加上一个长度为零的char数组。

用sizeof(node_t)可以发现,柔性数组是不占内存空间的。

如何添加一段数据到数据包呢?

1,初始化:

[cpp] view plaincopyprint?
#define MAX_INFO_SIZE (x - sizeof(node_t))
[cpp] view plaincopyprint?
node_t *nodeinfo;
char *mark;
node_info = (node_t *)malloc(sizeof(node_t) + MAX_INFO_SIZE);
if (node_info == NULL) {
    mem_error();
}
[cpp] view plaincopyprint?
memset(node_info, 0, sizeof(node_t) + MAX_INFO_SIZE);
node_info->type = your_type;
node_info->len = 0;
mark = &node_info->value;  

即是:申请一段内存,初始化,将数据段的标志位mark指向value地址,还没有添加数据,所以len为0;

2,添加数据

[cpp] view plaincopyprint?
for (data = x; data < y; data = next(x)) { <span style="white-space:pre">    </span>/* 遍历那串数据,简化版 */
    len = get_data_len(data);
    if (node_info->len + len <= MAX_INFO_SIZE) {
        memcpy(mark, data, len);
        mark += len;
        node_info->len += len;
    } else {
        send(node_info); <span style="white-space:pre">         </span>/* 调用某协议发送出数据,简化版 */  

        memset(node_info, 0, sizeof(node_t) + MAX_INFO_SIZE);
        node_info->type = your_type;
        node_info->len = 0;
        mark = &node_info->value;
        memcpy(mark, data, len);
        mark += len;
        node_info->len += len;
    }
}
send(node_info); <span style="white-space:pre">             </span>/* 发送最后一个数据包 */  

添加数据的操作即是:将数据拷贝到数据段,记录添加的长度,移动标记位以便下次添加。如果数据达到数据包最大值,发送掉这个包,然后继续添加操作。

这样,每个不大于x byte的数据包都填充好了data数据,并且利用通信机制发送到了另一个地方。

那“另一个地方”接收到了这个不大于x byte的数据包,如何从数据包里解析出data数据来呢?

3,解析数据

假设某台机器得到了这个数据包,要查看数据包里每个data的内容,如何解析?

[cpp] view plaincopyprint?
node_t *node_info;
char *buf;
int len;
node_t *node_info;
get_info(node_info);         /* 让node_info得到了那个不大于x byte的数据包,简化版 */
for (buf = node_info->value; buf < node_info->value + node_info->len; buf += len) {
    data = (data_t *)buf;    /* 从数据包里取到了一个data */
    op(data);                /* 查看数据包,简化版 */
    len = get_data_len(data);
}  

以上,利用柔性数组构造一个数据包,并进行封包,发包,解包的操作就完成了!

在实际生产应用中,要对数据包的头部扩展,其他的每一个操作都不会像例子的伪代码那样简单,但原理是一样的。

如果没有用过柔性数组的童鞋,可以思考一下:

为什么最后一个原始是0元素的数组而不是指针呢?假如不是C99怎么办?
c99之 柔性数组成员

时间:2012-09-07 13:18来源:Internet 作者:Internet 点击:次

在讲述柔性数组成员之前,首先要介绍一下不完整类型(incomplete type)。不完整类型是这样一种类型,它缺乏足够的信息例如长度去描述一个完整的对象。 6.2.5 Types inco
在讲述柔性数组成员之前,首先要介绍一下不完整类型(incomplete type)。不完整类型是这样一种类型,它缺乏足够的信息例如长度去描述一个完整的对象。

6.2.5 Types

incomplete types (types that describe objects but lack information needed to determine their sizes).

C与C++关于不完整类型的语义是一样的。

前向声明就是一种常用的不完整类型:

class base;

struct test;

base和test只给出了声明,没有给出定义。不完整类型必须通过某种方式补充完整,才能使用它们进行实例化,否则只能用于定义指针或引用,因为此时实例化的是指针或引用本身,不是base或test对象。

一个未知长度的数组也属于不完整类型:

extern int a[];

extern不能去掉,因为数组的长度未知,不能作为定义出现。不完整类型的数组可以通过几种方式补充完整才能使用,大括号形式的初始化就是其中一种方式:

int a[] = { 10, 20 };

柔性数组成员(flexible array member)也叫伸缩性数组成员,它的出现反映了C程序员对精炼代码的极致追求。这种代码结构产生于对动态结构体的需求。在日常的编程中,有时候需要在结构体中存放一个长度动态的字符串,一般的做法,是在结构体中定义一个指针成员,这个指针成员指向该字符串所在的动态内存空间,例如:

struct test

{

       int a;

       double b;

       char *p;

};

p指向字符串。这种方法造成字符串与结构体是分离的,不利于操作,如果把字符串跟结构体直接连在一起,不是更好吗?于是,可以把代码修改为这样:

char a[] = “hello world”;

struct test *PntTest = ( struct test* )malloc( sizeof( struct test ) + strlen( a ) + 1 );

strcpy( PntTest + 1, a );

这样一来,( char* )( PntTest + 1 )就是字符串“hello world”的地址了(已经忽略p)。这时候p成了多余的东西,可以去掉。但是,又产生了另外一个问题:老是使用( char* )( PntTest + 1 )不方便。如果能够找出一种方法,既能直接引用该字符串,又不占用结构体的空间,就完美了,符合这种条件的代码结构应该是一个非对象的符号地址,在结构体的尾部放置一个0长度的数组是一个绝妙的解决方案。不过,C/C++标准规定不能定义长度为0的数组,因此,有些编译器就把0长度的数组成员作为自己的非标准扩展,例如:

struct test

{

       int a;

       double b;

       char c[0];

};

c就叫柔性数组成员,如果把PntTest指向的动态分配内存看作一个整体,c就是一个长度可以动态变化的结构体成员,柔性一词来源于此。c的长度为0,因此它不占用test的空间,同时PntTest->c就是“hello world”的首地址,不需要再使用( char* )( PntTest + 1 )这么丑陋的语法了。

鉴于这种代码结构所产生的重要作用,C99甚至把它收入了标准中:

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使用不完整类型实现柔性数组成员,标准形式是这样的:

struct test

{

       int a;

       double b;

       char c[];

};

c同样不占用test的空间,只作为一个符号地址存在,而且必须是结构体的最后一个成员。柔性数组成员不仅可以用于字符数组,还可以是元素为其它类型的数组,例如:

struct test

{

       int a;

       double b;

       float c[];

};

应当尽量使用标准形式,在非C99的场合,可以使用指针方法。有些人使用char a[1],这是非常不可取的,把这样的a用作柔性数组成员会发生越界行为,虽然C/C++标准并没有规定编译器应当检查越界,但也没有规定不能检查越界,为了一个小小的指针空间而牺牲移植性,是不值得的。

柔性数组到底如何使用呢?看下面例子:

typedef struct st_type

{

int i;

int a[0];

}type_a;

有些编译器会报错无法编译可以改成:

typedef struct st_type

{

int i;

int a[];

}type_a;

这样我们就可以定义一个可变长的结构体,用 sizeof(type_a)得到的只有 4,就是
sizeof(i)=sizeof(int)。那个 0 个元素的数组没有占用空间,而后我们可以进行变长操作了。通
过如下表达式给结构体分配内存:
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));这样我们为结构体指针 p 分配了一块内存。用 p->item[n]就能简单地访问可变长元素。
但是这时候我们再用 sizeof(*p)测试结构体的大小,发现仍然为 4。是不是很诡异?我们
不是给这个数组分配了空间么?
别急,先回忆一下我们前面讲过的“模子” 。在定义这个结构体的时候,模子的大小就
已经确定不包含柔性数组的内存大小。柔性数组只是编外人员,不占结构体的编制。只是说
在使用柔性数组时需要把它当作结构体的一个成员,仅此而已。再说白点,柔性数组其实与
结构体没什么关系,只是“挂羊头卖狗肉”而已,算不得结构体的正式成员。
需要说明的是:C89不支持这种东西,C99把它作为一种特例加入了标准。但是,C99
所支持的是 incomplete type,而不是 zero array,形同 int item[0];这种形式是非法的,C99支持的形式是形同 int item[];只不过有些编译器把 int item[0];作为非标准扩展来支持,而且在C99发布之前已经有了这种非标准扩展了,C99发布之后,有些编译器把两者合而为一了。当然,上面既然用 malloc函数分配了内存,肯定就需要用 free函数来释放内存:
free(p);
经过上面的讲解,相信你已经掌握了这个看起来似乎很神秘的东西。不过实在要是没
掌握也无所谓,这个东西实在很少用。

【柔性数组结构成员

  C99中,结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组,这就叫做柔性数组成员,但结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。柔性数组成员允许结构中包含一个大小可变的数组。sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。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。】

C语言版:

type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));

C++语言版:

type_a *p = (type_a*)new char[sizeof(type_a)+100*sizeof(int)];

而释放同样简单:

C语言版:

free(p);

C++语言版:

delete []p;
时间: 2024-10-04 19:33:11

C柔性数组的相关文章

结构体中最后一个成员为[0]或[1]长度数组(柔性数组成员)的用法

结构体中最后一个成员为[0]长度数组的用法:这是个广泛使用的常见技巧,常用来构成缓冲区.比起指针,用空数组有这样的优势:(1).不需要初始化,数组名直接就是所在的偏移:(2).不占任何空间,指针需要占用int长度空间,空数组不占任何空间.“这个数组不占用任何内存”,意味着这样的结构节省空间:“该数组的内存地址就和它后面的元素地址相同”,意味着无需初始化,数组名就是后面元素的地址,直接就能当指针使用. 这样的写法最适合制作动态buffer,因为可以这样分配空间malloc(sizeof(struc

柔性数组

柔性数组 * 柔性数组即数组大小待定的数组 * C语言中结构体的最后一个元素可以是大小未知的数组 * C语言中可以由结构体产生柔性数组 #include <stdio.h> #include <malloc.h> typedef struct _soft_array { int len; int array[]; }SoftArray; int main() { int i = 0; SoftArray* sa = (SoftArray*)malloc(sizeof(SoftArr

程序猿之---C语言细节29(#define宏大小、空结构体大小、柔性数组不知道你见过没)

主要内容:#define宏大小.空结构体大小.柔性数组 一.#define宏大小 见例子 二.空结构体大小 根编译器有关 三.柔性数组 不常用,可看看 #include <stdio.h> #define N 4 #define STR "abcd" int main() { struct student { }stu; printf("N = %d\n", sizeof(N)); printf("num 5 memery = %d\n&quo

柔性数组成员 (flexible array member)-C99-ZZ

学习flexible array member是因为阅读Redis源码遇到的,sds.h中一开始就用到了. ============================================================================================== 在讲述柔性数组成员之前,首先要介绍一下不完整类型(incomplete type).不完整类型是这样一种类型,它缺乏足够的信息例如长度去描述一个完整的对象. 6.2.5 Types incomplete

关于柔性数组的一些问题

柔性数组结构成员 结构中的最后一个元素同意是未知大小的数组,这就叫做柔性数组成员,但结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其 他成员.柔性数组成员同意结构中包括一个大小可变的数组.sizeof返回的这样的结构大小不包括柔性数组的内存. 包括柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配,而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. 结构体变长的妙用--0个元素的数组 有时我们须要产生一个结构体.实现了一种可变长度的结构. 怎样来实现呢? 看这个结构体的定义: type

柔性数组-读《深度探索C++对象模型》有感 (转载)

最近在看<深度探索C++对象模型>,对于Struct的用法中,发现有一些地方值得我们借鉴的地方,特此和大家分享一下,此间内容包含了网上搜集的一些资料,同时感谢提供这些信息的作者. 原文如下: 例如,把单一元素的数组放在一个struct的尾端,于是每个struct objects可以拥有可变大小的数组.    code: struct mumble { //stuff char pc[1];    };        //从档案或标准输入装置中取得一个字符串,然后为struct本身和该字符串配置

C中柔性数组(flexible array)的学习

首先看看什么是柔性数组 C99中,结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组,这就叫做柔性数组成员,但结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其 他成员.柔性数组成员允许结构中包含一个大小可变的数组.sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存.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. 基本模型为 typedef struct st_type { int nCnt; int item[]; }type_a; 在

柔性数组【转】

本文转载自:http://blog.csdn.net/renren900207/article/details/21227741 在讲述柔性数组成员之前,首先要介绍一下不完整类型(incomplete type).不完整类型是这样一种类型,它缺乏足够的信息例如长度去描述一个完整的对象. 6.2.5 Types incomplete types (types that describe objects but lack information needed to determine their s

C语言柔性数组

柔性数组:数组大小待定的数组.C语言中结构体最后一个元素可以是大小未知的数组.C语言可以由结构体产生柔性数组 柔性数组的结构如何只能堆上生成 柔性数组是C99的扩展,简而言之就是一个在struct结构里的标识占位符(不占结构struct的空间). #include <stdio.h> #include <malloc.h> typedef struct _soft_array { int len; int array[]; }SoftArray; int main() { int

柔性数组(结构体最后一个域为0/1数组)

结构体最后的长度为0或1数组的作用(转载) 2012-05-07 17:07:09 其实很 早在看LINUX下就看到这个东西,后来在MFC内存池里同样也看到了类似的东西,还依照MFC写过一个类似的小内存池,(MFC用的是return this + 1)后来在李先静的<系统程序员成长计划>里看到了类似的定义,于是心里想着总结一下,结果发现网上已经有牛人总结的很好了,于是乎就转了过来,谢谢你们 的分享,这是我前进的动力!同时,需要引起注意的:ISO/IEC 9899-1999里面,这么写是非法的,