结构中的一个元素数组答案

【问题标题】：One element array in struct结构中的一个元素数组
【发布时间】：2011-06-01 08:49:14
【问题描述】：

为什么有些struct使用单元素数组，如下：

typedef struct Bitmapset
{
 int nwords;
 uint32 words[1];
} Bitmapset;

为了方便后期动态分配？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

总之，是的。

基本上，C99 的做法是使用 flexible array member:

uint32 words[];

一些 C99 之前的编译器可以让您摆脱困境：

uint32 words[0];

但保证它适用于所有编译器的方法是：

uint32 words[1];

然后，无论它如何声明，您都可以使用以下方式分配对象：

Bitmapset *allocate(int n)
{
    Bitmapset *p = malloc(offsetof(Bitmapset, words) + n * sizeof(p->words[0]));
    p->nwords = n;
    return p;
}

尽管为了获得最佳效果，您应该使用size_t 而不是int。

【讨论】：

谢谢。那么这个棘手的分配是否会对结构填充有问题，比如传递的 n 是否是奇数？
@Oxdeadbeef - 是的，我想。您不会真正将它们的数组存储在连续的内存中。如果你想要一个数组，最好使用Bitmapset *a[20] = { NULL }; 或Bitmapset **a = malloc(20 * sizeof *a);。
语法offsetof(Bitmapset, words[n]) 是一个扩展（恰好被大多数编译器支持）。为了严格遵守，请使用offsetof(Bitmapset, words) + n*sizeof(p->words[0])。
@Jed - 我不知道，虽然我应该猜到了。固定。
@ChrisLutz：标准中是否有任何内容禁止编译器将p->words[i] 优化为p->words[0]，因为前者仅在为数组分配内存的情况下定义了行为元素，和的下标小于数组的大小（即为零）？我怀疑如果数组是间接访问结构中的最后一项，即使通常可能优化单项数组访问的编译器也会避免这样做，但是标准中是否有任何内容会禁止它（或证明代码假设编译器不会做）？

【解决方案2】：

这通常是为了允许惯用地访问可变大小的结构实例。考虑到您的示例，在运行时，您可能有一个位图集，其布局在内存中，如下所示：

-----------------
| nwords   |  3 |
| words[0] | 10 |
| words[1] | 20 |
| words[2] | 30 |
-----------------

因此，您最终会得到一个运行时可变数量的 uint32“挂”在结构的末尾，但可以像在结构中内联定义它们一样访问。这基本上是（ab）使用 C 不进行运行时数组边界检查的事实来允许您编写如下代码：

for (int i = 0; i < myset.nwords; i++) {
  printf("%d\n", myset.words[i]);
}

【讨论】：

不会以同样的方式工作。如果你这样做了，那么 words[2] 会说“跟随位于结构的 'words' 字段中的指针，然后再走 2*8==16 个字节并访问那里的内存。”您必须（例如） malloc() 一个单独的内存区域来包含堆中的单词数组，这可能会影响性能和易用性。