C语言中的柔性数组怎么使用

发布时间：2023-04-15 15:38:37 作者：iii
来源：亿速云阅读：179

这篇文章主要讲解了“C语言中的柔性数组怎么使用”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“C语言中的柔性数组怎么使用”吧！

柔性数组就是大小可以变化的数组。

注意跟C99中的变长数组区分开来，变长数组指的是可以使用变量来指定大小，并且不能初始化的数组，比如：

int n = 0;
scanf("%d", &n);
int arr[n]; // 变长数组

柔性数组是在结构体中声明的。它满足：

是结构体的最后一个成员变量。

大小不确定，一般空出来或者用0来填充。

比如：

struct S
{
    char ch;
    double d;
    int arr[];
};

或者：

struct S
{
    char ch;
    double d;
    int arr[0];
};

上面的2中写法是等价的，但是有些编译器只支持其中的一种写法。

在进行如何使用的讲解之前，先来思考一个问题：结构体S的大小是多少？也就是说，sizeof(struct S)是多大？

不同的编译器结果不一定一样。事实上，sizeof(struct S)计算的是结构体中除了变长数组之外的大小，在VS2022，X64环境下，考虑内存对齐，计算出来的结果是16。

为了给柔性数组分配空间，应该使用动态内存管理。假设使用malloc来申请空间，我们应该考虑柔性数组的大小，算出总的大小。

以上面的struct S为例。假设我想要数组arr的大小是10个int，那么要开辟的总大小就是除了柔性数组之外的大小+柔性数组的大小。前面提到了，除了柔性数组之外的大小就是sizeof(struct S)，而柔性数组的大小是10*sizeof(int)，就能如下开辟空间：

struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 10 * sizeof(int));
if (ps == NULL)
{
    // ...
}
// ...

这样，结构体中的成员数组arr就有了10个int的空间了，我们可以正常的使用这个结构体，只需把成员数组arr当成int arr[10];这样的数组即可。

当然，之所以叫“柔性数组”，这个数组不仅可以指定初始化的大小，也可以改变大小，毕竟是动态内存开辟出来的。只需要使用realloc即可，新的大小的计算方式和前面一样，也是sizeof(struct S)+柔性数组新的大小。比如，如果我想把数组的大小扩大成原来的2倍，可以这么写：

struct S* tmp = (struct S*)realloc(ps, sizeof(struct S) + 20 * sizeof(int));
if (tmp == NULL)
{
    // ...
}
else
{
    ps = tmp;
}
// ...

这样，ps指向的结构体的最后一个成员数组的容量就变成了20个int。

记住，所有动态申请的内存，在使用结束后，都需要调用free释放。比如以上的结构体s使用完后，需要free(ps);。

其实，我们可以不使用柔性数组实现类似的效果。分析一下，以上的结构体struct S的特点是：

使用动态内存管理，在堆区上申请空间。

有一个成员数组，可以动态的改变大小。

如果不使用柔性数组，而是直接使用动态内存管理的思路，也是可以的。比如：

struct S
{
    char ch;
    double d;
    int* arr;
};

先malloc出一个结构体出来。

struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
if (ps == NULL)
{
    // ...
}
// ...

接着再malloc出一块空间，交给arr管理。假设开辟出10个int的空间。

ps->arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (ps->arr == NULL)
{
    // ...
}
// ...

如果想要扩容，直接对ps->arr进行realloc即可。比如，把arr指向的空间扩容成原来的2倍。

int* tmp = (int*)realloc(ps->arr, 20 * sizeof(int));
if (tmp == NULL)
{
    // ...
}
else
{
    ps->arr = tmp;
}

这块空间使用结束后，记得释放空间。注意一定要先释放arr，再释放ps，因为如果先释放ps，结构体内的arr就成了野指针，就找不到原来arr指向的空间了，形成了内存泄漏。

free(ps->arr);
ps->arr = NULL;
free(ps);
pf = NULL;

使用和不使用柔性数组的内存分布对比：

对于柔性数组，动态申请的内存只存放了一个完整的结构体，所有的成员变量（数组）整体上是连续的空间。

不使用柔性数组实现类似的效果，需要先动态开辟出一个结构体，再开辟出另外一块空间，用结构体的一个成员变量（一个指针）来管理。相当于malloc了2次，有2块独立的空间。

既然不使用柔性数组也能实现类似的效果，为什么还要使用柔性数组呢？因为柔性数组有以下的2个优点：

感谢各位的阅读，以上就是“C语言中的柔性数组怎么使用”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对C语言中的柔性数组怎么使用这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！

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