c++ 之柔性数组

今天看到一个有趣的知识点，在这里分享下。
可以直接阅读原文

示例代码：

#include<stdio.h>
struct Test0
{int a;int b;char *c;
};
struct Test1
{int a;int b;char c[];
};
int main(void)
{printf("sizeof(struct Test0) = %zd\n",sizeof(struct Test0));printf("sizeof(struct Test1) = %zd\n",sizeof(struct Test1));return 0;
}

在64位机器上编译运行结果：

16
8

是不是感觉到不可思议。往下看。

对于Test0的结果是16，通常没有什么疑问，毕竟4（int）+4（int）+8（指针）= 16，但是对于后者的结构体占用空间为8字节，有的读者可能会有疑问。

柔性数组（flexible array）

实际上这是在C99中引入的柔性数组的特性。即结构体的最后一个成员，可以不完整类型(一种缺乏足够的信息去描述一个完整对象的类型)的数组，但它使得整个结构体的大小就像没有这个成员一样。但是呢，当用结构体通过这个名字访问这个成员时，就像访问一个普通数组成员一样。

如果数组最终一个元素都没有的话，那么访问这个数组将会是未定义行为了。

有什么好处？

内存申请和释放

假设分别使用两种类型的结构体，存储16字节的字符数据，需要申请内存。对于struct Test0：

strcut Test0 *t0 = malloc(sizeof(struct Test0));//为结构体申请内存
t0->c = malloc(sizeof(char) * 16);//为成员指向的数据申请内存

而对于struct Test1：

strcut Test1 *t1 = malloc(sizeof(struct Test1) + sizeof(char) * 16);

看出区别了吗？前者需要两次内存申请，而后者只需要一次。前者地址不连续（两次malloc），后者地址连续。而你访问成员c的时候，只需要下面这样就可以：

t1->c，和普通成员无异。

要判断它们的地址是否连续也非常简单，只需要分别打印b和c的地址就可以了。

和内存释放类似，前面需要单独释放成员c申请的内存，而后者可以一起释放。

数据拷贝

正由于前面的差别，导致数据拷贝时，更有区别。
对于struct Test0：

//memcpy(t0copy,t0,sizeof(struct Test0));//不可，这样直接t0copy的c和t0的c指向同一片内存区域。
t0copy.a = t0.a;
t0copy.b = t0.b;
memcpy(t0copy.c,t0.c,sizeof(char)*16);

这里无法一次拷贝，因为它的成员c是一个指针类型，我们需要的是一份完整拷贝，因此必须拷贝它指向的内存。

但是对于struct Test1：

memcpy(t0copy,t0,sizeof(strcut Test1) + sizeof(char) * 16);

在这里，由于柔性数组的内存，它的数据内容和结构体数据成员的地址是连续的，因此可以直接拷贝。

减少内存碎片

由于结构体的柔性数组和结构体成员的地址是连续的，即可一同申请内存，因此更大程度地避免了内存碎片。另外由于该成员本身不占结构体空间，因此，整体而言，比普通的数组成员占用空间要会稍微小点。

图解差别