C 语言之柔性数组

一 历史

在c99标准出来之前。如果要在某个结构体中使用字符串变时，为了使字符串变量存储地址能与结构体整体连在一起，需要这样实现

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>

typedef struct pen
{
    int len;
    char *data;//字符串变量
}pen;

int main(int argc, char **argv)
{
    char str[] = "this is a string";//需要填入的字符串
    /*
      动态申请一个pen类型结构体变量，
      它的大小为，pen类型的本身长度，
      再加上str（需要填入字符串的长度）,再加1，
    */
    struct pen *p = (struct pen*)malloc(sizeof(pen) + strlen(str) + 1);
    p->data= NULL;
    //设置p的长度为目标字符串的长度
    p->len = strlen(str);
    
    
    /*
      将目标字符串拷贝到结构体对应的位置
      此处为什么p+1之后指向的是pen结构体存储空间后的位置，而不是只加一呢？
      因为此处的p+1偏移的是p指向类型大小的偏移量，什么意思呢？p指向的类型为pen类型的结构体，
      而pen类型的结构体大小为 len（4字节）加上 data（8个字节），由于此处有内存对齐的情况，
      所以实际上pen大小为 4 + 8 + 4（这个4为内存对齐的多余空间，如果再增加一个int类型的变量，
      pen的大小还是为16）=16字节
      所以此处p+1向后偏移了16字节，通过下方地址打印可以详细看出
     */
    strcpy((char*)(p + 1), str);
    //int所占字节数，不同机器不同。一般64位为4字节
    printf("sizeof(int): %ld\n", sizeof(int));
    //上文已说明，16字节
    printf("sizeof(pen): %ld\n", sizeof(pen));
    //起始地址
    printf("start: %p\n\n", (char*)p);
    //上文已说明，偏移后的地址
    printf("(p+1) : %p\n", (char*)(p+1));
    //偏移后，对应的字符串
    printf("(char*)(p+1): %s\n\n", (char*)(p+1));
    //结构体变量data的地址
    printf("&(p->data): %p\n", &(p->data));
    //数据，null，此处为空，故此变量已经被浪费。访问对应字符串数据需要(char *)(p+1)
    printf("p->data: %s\n\n", p->data);
}

二 柔性数组

通过上文我们可以看到，data字段是一个被浪费的指针（8个字节）。并且我们想取到结构体下的字符串变量时需要(char *)(p+1)写这么一串东西，既不好看，也容易出错，那有没有可以直接用p->data取到字符串并且内存是连续的，而且又不浪费data字段呢， 柔性数组 就是用来干这个的。

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>

typedef struct pen
{
    int len;
    char data[];//柔性数组
}pen;

int main(int argc, char **argv)
{
    char str[] = "this is a new string";//需要填入的字符串
    struct pen *p = (struct pen*)malloc(sizeof(pen) + strlen(str) + 1);
    p->data= NULL;
    p->len = strlen(str);
   strcpy((char *)(p+1), str);
 printf("pen->data: %s\n", p->data);
}

C99使用不完整类型实现柔性数组成员，在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(flexible array)成员(也叫伸缩性数组成员)，但结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。柔性数组成员允许结构中包含一个大小可变的数组。柔性数组成员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，sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存 （此段话摘自:https://blog.csdn.net/ce123_zhouwei/article/details/8973073）