柔性数组成员

转自：
http://www.aitilife.com/post/2011/04/10/array-and-point-art-section-eight.aspx

-不完整类型(incomplete type)
C和C++对于不完整类型的定义是一样的。
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。
incomplete types : types that describe objects but lack information needed to be determine their sizes

不完整类型举例：
前向声明就是一种常用的不完整类型

base 和 test 只给出了声明，没有给出定义。
不完整数据类型必须通过某种方式补充完整，才能使它们进行实例化。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和test对象。
一个未知长度的数组也属于不完整类型：

extern int a[];

extern 关键字不能去掉，因为数组的长度未知，不能作为定义出现。不完整类型的数组需要补充完整才能使用。
不完整类型的数组可以通过几种方式补充完整，大括号形式的初始化就是其中的一种方式：

int ia[] = { 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 s_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。把字符串和结构体连在一起的话，效果会更好，可以修改如下：

这样一来，( char* )( ptestt + 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* )( ptest + 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 s_test2
{
  int a;
  double b;
  char c[0];
};

c就叫柔性数组成员，如果把ptest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ptest->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：

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 s_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 s_test
{
  int a;
  double b;
  float[];
};

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 c[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。

示例代码：

// C/C++结构体柔性数组成员

#include <iostream>
#include <malloc.h>

using namespace std;

typedef struct s_test
{
    int i;
    double b;
    char ch[0];  // or char ch[];
}st,*pst;

int main()
{
    char ch1[] = "Hello world!";
    char ch2[] = "This is a test,i love Arsenal!";

    pst pstest1 = (s_test*)malloc( sizeof(s_test) + strlen(ch1) + 1 );
    if ( NULL != pstest1 )
    {
        pstest1->i = 1;
        pstest1->b = 11;
        strcpy(pstest1->ch,ch1);
    }

    cout << "pstest1: "
             << pstest1->i << " " << pstest1->b
         << " " << pstest1->ch << endl;

    pst pstest2 = (pst)malloc( sizeof(st)  +strlen(ch2) + 1 );
    if ( NULL != pstest2 )
    {
        pstest2->i = 2;
        pstest2->b = 22;
        strcpy(pstest2->ch,ch2);
    }

    cout << "pstest2: "
         << pstest2->i << " " << pstest2->b
         << " " << pstest2->ch << endl;

    free( pstest1 );
    free( pstest2 );

    return 0;
}

posted on 2011-06-10 00:46 梦五 阅读(2367) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: C/C++