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C语言柔性数组详解与应用

news 2025/9/15 6:24:08

介绍什么是柔性数组

柔性数组有什么特点

柔性数组使用场景

模拟实现柔性数组

柔性数组的好处

介绍什么是柔性数组

柔性数组是C语言引入的一个新特性，在C99中我们把最后一个没有指明大小的数组叫做是柔性数组。

我们这里举一个栗子：

struct test {int size;int data[]; // 柔性数组成员
};

除此之外我们还有一个非C99标准定义的柔性数组：

struct test {int size;int data[0]; // 柔性数组
}

柔性数组有什么特点

1、大小不固定

柔性数组的大小在编译的阶段是无法确定的，需要到了运行的时候才动态地分配空间。

我们在使用sizeof的时候是不包括柔性数组的：

#include <stdio.h>struct test {int size;int data[];
};
int main() {printf("%d\n", sizeof(struct test)); // 这里的结果是4return 0;
}

2、出现在结构体的最后一个成员且至少有一个其他成员

如果不是有一个其他成员，代码会报错：

#include <stdio.h>struct test {int data[];
};

3、如果我们想使用柔性数组来存储数据，那么我们就需要开辟比原来结构体大的空间。

#include <stdio.h>struct test {int size;int data[];
};
int main() {struct test* p = (struct test*)malloc(sizeof(struct test) + 5 * sizeof(int));return 0;
}

柔性数组使用场景

我们通常是在要改变数组大小的情况下使用柔性数组的。

我们这里举一个例子，就是要求结构体的数组从存储0到4变成存储5到9：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct test {int size;int data[];
};
int main() {struct test* p = (struct test*)malloc(sizeof(struct test) + 5 * sizeof(int));p->size = 10;for(int i = 0; i < 5; i++) {p->data[i] = i;} struct test* tp = (struct test*)realloc(p, sizeof(struct test) + 10 * sizeof(int));if(tp != NULL) {p = tp;}for(int i = 5; i < 10; i++) {p->data[i] = i;}// 别忘了要释放开辟的空间^_^free(p);p = NULL;return 0;
}

模拟实现柔性数组

事实上，如果我们有了之前内存管理相关的知识储备，我们就可以自己实现上面的功能：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>struct test {int size;int* data;
};
int main() {struct test* p = (struct s*)malloc(sizeof(struct test));p->data = (int*)malloc(5 * sizeof(int));p->size = 10;for(int i = 0; i < 5; i++) {p->data[i] = i;}int* tp = (int*)realloc(p->data, 10 * sizeof(int));if(tp != NULL) {p->data = tp;}for(int i = 5; i < 10; i++) {p->data[i] = i;}free(p->data);p->data = NULL;free(p);p = NULL;return 0;
}

其实柔性数组就是一种C语言提供灵活内存管理的特性，它允许我们在结果体内部定义一个大小不确定的数组，在运行的时候使用动态内存分配为结构体和数组分配内存，实际上它是为了给我们处理动态大小变化的数据提供一种便利的方式。