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C语言学习

柔性数组
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前言：

在有结构体和动态内存分配的知识后，今天咱们来说说柔性数组吧！！！

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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。
例如：

struct S
{int i;int a[0];//柔性数组成员
};

有些编译器会报错⽆法编译可以改成：

struct S
{int i;int a[];//柔性数组成员
};

一、柔性数组的特点

1. 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
2. sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
3. 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。

示例：

struct S
{int i;int a[];//柔性数组成员
};
int main()
{printf("%d\n", sizeof(struct S));//输出的是4return 0;
}

输出：

二、柔性数组的使用

//代码1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{int i;int a[];//柔性数组成员
};
int main()
{struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 5 * sizeof(int));//动态开辟内存：4+20个字节//4个字节为i，20个字节为数组if (ps == NULL)//判断是否开辟成功{perror("malloc failed");exit(EXIT_FAILURE);  }//使用：ps->i = 100;for (int i = 0; i < 5; i++){ps->a[i] = i;}//增加空间reallocstruct S* tmp = (struct S*)realloc(ps, sizeof(struct S) + 10 * sizeof(int)); //给数组增加20个字节（5个元素）if (tmp == NULL)//判断是否开辟成功{perror("malloc failed");exit(EXIT_FAILURE);}ps = tmp;//继续由ps管理这块内存；tmp = NULL;//使用//……//释放free(ps);ps = NULL;return 0;
}

三、柔性数组的优势

上述的结构也可以设计为别的结构，也能完成同样的效果。

//代码2
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{int i;int* a;//通过指针指向一块空间，实现与柔性数组相同的效果
};
int main()
{struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));//动态开辟内存一个struct S大小的空间if (ps == NULL)//判断是否开辟成功{perror("malloc failed");exit(EXIT_FAILURE);}ps->i = 100;ps->a = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); //动态开辟内存5个int大小的空间,并将起始地址给aif (ps->a == NULL)//判断是否开辟成功{perror("malloc failed");exit(EXIT_FAILURE);}//使用for (int i = 0; i < 5; i++){ps->a[i] = i;}//增加空间reallocint* tmp = (int*)realloc(ps->a, sizeof(10 * sizeof(int)));//给ps->a指向的空间增加20个字节（5个元素）if (tmp == NULL)//判断是否开辟成功{perror("malloc failed");exit(EXIT_FAILURE);}ps->a  = tmp;tmp = NULL;//使用//……//释放//注意先后顺序free(ps->a );ps->a  = NULL;free(ps);ps = NULL;return 0;
}

上述代码1和代码2可以完成同样的功能，但是代码1的实现有两个好处：
第一个好处是：方便内存释放

咱们上面发现，代码2我们会释放两次内存。有如果我们的代码是在⼀个给别⼈用的函数中，你在里面做了二次内存分配，并把整个结构体返回给用户。用户调用free可以释放结构体，但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free，所以你不能指望用户来发现这个事。所以，如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存⼀次性分配好了，并返回给用户⼀个结构体指针，用户做⼀次free就可以把所有的内存也给释放掉。

第二个好处是：这样有利于访问速度

连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。图示：

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总结

柔性数组是C99标准引入的重要特性，它允许在结构体的末尾定义一个长度可变的数组。通过结合动态内存管理，柔性数组能够高效地处理不确定大小的数据集合，是C程序员进阶必备技能之一。

附录

上文链接

《动态内存分配避坑指南：六大易错点解析与经典笔试题实战》

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