在堆中定义不同大小的struct

Question

我正在尝试实现一个 bigInt 库。我一直在检查其他库，如 GMP、ttmaht 或 libtommath，但它们中的任何一个都满足项目的要求（因为许可证，因为它们只使用堆栈等）

我将遵循 libtommath 的方法（非常有据可查，并且全部用 C 编写），但我希望所有内容都存储在堆中。 libtommath 在类似这样的结构中实现了 bigInt：

typedef struct  {
    int used, alloc, sign;
    mp_digit *dp;
} mp_int;

如您所见，它具有访问值的间接方式。 （mp_digit 是大整数的位数）。我想摆脱间接，所以在堆中有某种类似的结构，其中最后一个元素是 mp_digit[]，其中每个 mp_int 实例的大小可能不同。

我可以使用 void* 和 malloc() 来做到这一点，因为我知道第一个 X 位置是带有信息（使用、分配、符号等）的 int，然后知道偏移量后访问 mp_digit[]，但我不喜欢这样主意。我想知道哪种方法更好。

我发现了其他类似的问题，例如 this one 或 this one，但它们不会全部存储在堆中，所以我的问题有点棘手/不同。

谢谢，

Answer 1

在 C 中，mp_digit dp[] 表示灵活的数组成员。这出现在 C99 中：

typedef struct  {
    int used, alloc;
    signed char sign;
    mp_digit dp[];
} mp_int;

你可以用malloc(sizeof(mp_int) + alloc * sizeof(mp_digit));分配内存；也可以使用 realloc。

但是有一个模糊的东西可能会帮助您在这里节省一两个字节，具体取决于mp_digit 的类型——即dp 的偏移量不一定是sizeof(mp_int)，但可能会更少；有一个用于计算要分配的 实际 最小大小的 kludgey 宏 hack（但这仍然是可移植的）。

该定义在 C++ 中不起作用，但您可以在 C++ 中使用指向不完整类型的指针。

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请注意，灵活的数组成员不兼容与 here 等 1 字节数组

Answer 2

在 C 中创建类似这样的东西

mp_int *LN_Create(int ndigits, int allocate)
{
    mp_int *ln = calloc(1, sizeof mp_int);

    if (ln != NULL)
    {
        ln->ndigits = ndigits;
        if (allocate)
        {
            ln->dp = calloc(ndigits, sizeof mp_digit);
            ln->alloc = 1;
            if (ln->dp == NULL)
            {
                free(ln);
                ln = NULL;
            }
        }
    }
    return ln;
}

或

mp_int *LN_Create1(int ndigits)
{
    size_t allocsize = sizeof mp_int + (ndigits - 1) * sizeof mp_digit;
    mp_int *ln = malloc(allocsize);

    if (ln != NULL)
    {
        memset(ln, 0, allocsize);
        ln->ndigits = ndigits;
    }
    return ln;
}