开发常使用方式之“柔性数组”

前言

在软件开发过程中，常遇到一些不定长的数据处理和数据传输等场景，最开始的做法大多是定义一个结构体，包含数据长度和数据地址，如：

struct Frame { int type; int length; char *pBuf;
};

这种写法对于数据同步处理基本没什么问题，若是数据异步处理时则在使用上会稍微复杂一些。

异步处理数据时要考虑变量和内存的生命周期，否则容易出现内存泄漏的问题，因为涉及到内存管理的问题。

概念

数组长度为0，也叫柔性数组，其主要用途是为了满足需要变长度的结构体，本质是为了方便内存缓冲区的管理。

在标准C和C++中，长度为0的数组是被禁止使用的。不过在GNU C中，存在一个非常奇怪的用法，那就是长度为0的数组，比如Array[0]

使用

柔性数组的最典型的用法就是数组位于结构体中的最后一项。

struct Frame { int type; int length; char buf[0];
};

如果你将上面的长度为0的数组换为指针，那么在分配内存时，需采用两步：首先，需为结构体分配一块内存空间；其次再为结构体中的成员变量分配内存空间。这样两次分配的内存是不连续的，需要分别对其进行管理。当然也能为分配连续的内存，但是还是需要重新将指针重新指向。

struct Frame { int type; int length; char *pBuf;
}; /* 第一种：分配两次内存，内存通常不连续 */ struct Frame *ptFrame; ptFrame = (struct Frame *)malloc(sizeof(struct Frame));
ptFrame->pBuf = (char *)malloc(ptFrame->length); printf("show: %s", ptFrame->pBuf); free(ptFrame->pBuf); free(ptFrame);
ptFrame = NULL; /* 第二种：分配一次内存，内存连续 */ char *pBuf; struct Frame *ptFrame; // 临时用一个char类型指针去管理分配内存，之后可以通过struct Frame指针管理即可 pBuf = (char *)malloc(sizeof(struct Frame) + ptFrame->length);
ptFrame = (struct Frame *)&pBuf[0];
ptFrame->pBuf = (char *)&pBuf[sizeof(struct Frame)]; printf("show: %s", ptFrame->pBuf); free(ptFrame); // 也可以使用 free(pBuf); ptFrame = NULL;

当使用长度为0的数组时，则是采用一次分配的原则，一次性将所需的内存全部分配给它。相反，释放时也是一样的。并且使用起来也十分方便，完全按照数组的方式进行访问即可。

/* 连续分配两次内存，内存通常不连续 */ struct Frame { int type; int length; char buf[0];
}; struct Frame *ptFrame; ptFrame = (struct Frame *)malloc(sizeof(struct Frame) + ptFrame->length); printf("show: %s", ptFrame->buf); free(ptFrame);
ptFrame = NULL;

相对于上面用指针的方式，使用长度为0的数组更加方便内存缓冲区的管理；除此之外，长度为0的数组并不占有内存空间，而指针方式需要占用内存空间。

对于编译器而言, 数组名仅仅是一个符号, 它不会占用任何空间, 它在结构体中, 只是代表了一个偏移量, 代表一个不可修改的地址常量!

总结

综上，对于长度为0的数组具备以下优势：

• 方便内存的管理

• 长度为0的数组并不占有内存空间，而指针方式需要占用内存空间。

• 对于长度为0的数组的访问可采用数组方式进行

当然，最开始的提到了“在标准C和C++中，长度为0的数组是被禁止使用的”，虽然可以启用“GNU C”进行编译，但是不一定所有编译器都支持“GNU C”，因此，我们可以在此基础上进行变型，合理利用标准C和C++中的数组长度定义规则，完成该方式的实现。

那么你知道如何合理利用规则达到标准C和C++的要求实现柔性数组吗？变型后的柔性数组相对于变型前的柔性数组有什么缺点吗？感兴趣的朋友可以在评论区进行留言…