[C++知识库]什么是柔性数组

本期介绍🍖

主要介绍：什么是柔性数组，使用柔性数组的前提条件有哪些，柔性数组的特点是什么，柔性数组相较于一般实现有哪些优点👀。

??柔性数组是一种动态可变的数组，也许你从来没有听说过这个概念，但是它确实是存在的，是在C99标准底下支持的一种语法。想要使用柔性数组需要满足3个条件：

1. 柔性数组只能存在于结构体内，且必须是结构体最后一个成员
2. 柔性数组成员前，至少存在一个其他成员
3. 数组的大小未定义

??例如：

typedef struct st_type
{
 	int i;
 	int a[0];//柔性数组成员
}type_a;

??有些编译器会报错无法编译，可以改成如下形式：

typedef struct st_type
{
 int i;
 int a[];//柔性数组成员
}type_a;

??柔性数组的特点：

1. 使用sizeof计算包含柔性数组的结构体的大小，得出的结果不包含柔性数组的内存

2. 包含柔性数组成员的结构体要用malloc函数来进行内存的动态分配，并且分配的内存应大于结构体的大小，以适应柔性数组的预期大小。如下所示：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>

typedef struct st_type
{
	int i;
	int a[0];//柔性数组成员
}type_a;

int main()
{
	type_a* ptr = (type_a*)malloc(sizeof(type_a) + 100 * sizeof(int));
	if (ptr == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
	}
	ptr->i = 100;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 100; i++)
	{
		ptr->a[i] = i + 1;
	}
	free(ptr);
	ptr = NULL;
	return 0;
}

??那为什么要以动态内存的方式来为这种结构体开辟空间，而不是用原先的方式直接开辟？ 通过其内存布局就很容易理解了：

??柔性数组就是以这种内存空间不断的变化，来使得整个数组拥有了动态的性能，某种意义上相当于该数组柔软可变的，所以称为柔性数组。注意：若直接用这种包含柔性数组的结构体类型来创建变量，那么该结构变量相当于只有一个成员i（由于该类型结构体的大小不包含柔性数组，故在像内存申请空间时，自然也不会获得柔性数组的空间，所以该结构体变量相当于就只有一个成员i）。

??其实我们完全可以用柔性数组结构体，来代替下面这种结构体的用法：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>

typedef struct st_type
{
	int i;
	int* a;
}type_a;

int main()
{
	type_a ptr;
	ptr.a = (int*)malloc(100 * sizeof(int));
	if (ptr.a == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
	}
	ptr.i = 100;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 100; i++)
	{
		ptr.a[i] = i + 1;
	}
	free(ptr.a);
	ptr.a = NULL;
	return 0;
}

??这种结构体用法的内存布局为：

??我们发现使用柔性数组实现的结构体，一整个都是在堆区上开辟的，而且是一块连续的空间。而用结构体中包含指向动态内存的指针的方法，是分为两块不同的区域来开辟的，结构体是在栈区上申请的，而其中指针成员维护的那块空间是在堆区上申请的。相比较这两种写法，柔性数组的好处是：有利于访问速度（其实，我个人觉得也没多高了，反正你跑不了要用做偏移量的加法来寻址）。

??下面我给出一个链接，让大家更深入的了解一下C语言《C语言结构体里的成员数组和指针》。

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