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C语言之认识柔性数组（flexible array）

news 2025/8/7 22:06:00

在学习之前，我们首先要了解柔性数组是放在结构体当中的，知道这一点，我们就开始今天的学习吧！

1.柔性数组的声明

在C99中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做柔性数组成员

这里的结构是结构体

我们看个代码了解：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>//柔性数组的声明typedef struct S
{int n;char c;char arr[0];//它就是柔性数组//还有另一种写法，就是char arr[],这两种写法在我们vs中都是不会出错的
}S;
int main()
{	//printf("%zd\n", sizeof(S));return 0;}

2.柔性数组的特点

1.结构中的柔性数组成员前面必须至少有一个其他成员

2.sizeof返回的这种结果大小不包括柔性数组的内存

3.包含柔性数组成员的结构用malloc函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构体的大小，以适应柔性数组的预期大小

我们可以验证一下：

我们求一下这个结构体的大小：
typedef struct S
{int n;char arr[];//它就是柔性数组
}S;
int main()
{printf("%zd\n", sizeof(S));return 0;
}
运行一下，我们发现它求出来结构体的大小是前面整型的大小，没有包含这个柔性数组的大小

我们再看一个代码来了解柔性数组的整体特性

typedef struct S
{int n;char arr[];//它就是柔性数组
}S;
int main()
{//未使用这个柔性数组前，计算一下这个结构体的总大小，和后面使用之后作比较//看看有什么不同printf("%d\n", sizeof(S));//我们为这个结构体成员和柔性数组成员分配动态内存空间S* pc = (S*)malloc(sizeof(char) * 10 + sizeof(S));if (pc == NULL){perror("malloc");return 1;}//开始使用柔性数组pc->n = 100;int i = 1;for (i = 1; i <= 10; i++){pc->arr[i] = i;printf("%d ", pc->arr[i]);}//如果空间不足，我们可以进行增容S* str = (S*)realloc(pc,sizeof(S) + sizeof(sizeof(char) * 20));if (str == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}pc = str;printf("\n");//在这里我们可以求一下现在结构体的大小，看它在使用了柔性数组之后//结构体的总大小是否发生了变化printf("%d\n", sizeof(S));//释放空间free(pc);pc = NULL;return 0;
}

我们运行查看一下结果

我们发现

1.结构体使用柔性数组前后，结构体总大小没有发生变化，都是4

2.我们使用别的办法也可以达到柔性数组所达到的效果，为什么还要存在柔性数组呢？

这就引出了我们下一个知识点，为什么存在柔性数组

3.为什么存在柔性数组

我们用别的办法实现一下这个柔性数组所实现的功能，对比着来看更能理解
typedef struct S
{int n;char* arr;
}S;int main()
{printf("未动态开辟时内存大小：%zd\n", sizeof(S));//为整个结构体分配动态内存空间S* pc = (S*)malloc(sizeof(S));if (pc == NULL){perror("malloc");return 1;}//使用这块空间pc->n = 100;//再用malloc为指针arr分配空间pc->arr = (char*)malloc(sizeof(char) * 10);if (pc->arr == NULL){perror("malloc");return 1;}//使用给arr分配的这块空间int i = 0;for (i =0; i < 10; i++){pc->arr[i] = 'Q';printf("%c ", pc->arr[i]);}printf("\n");printf("malloc这块空间后内存大小：%zd\n", sizeof(S));//对这块空间进行增容char* ptr = (char*)realloc(pc->arr, sizeof(char) * 20);if (ptr == NULL){perror("realloc");return 1;}//使用增容后的空间ptr = pc->arr;for (i = 0; i < 10; i++){pc->arr[i] = 'L';printf("%c ",pc->arr[i]);}printf("\n");printf("realloc这块空间后内存大小：%zd\n", sizeof(S));//释放空间free(pc->arr);pc->arr = NULL;free(pc);pc = NULL;return 0;
}
我们比较一下两种写法，它们可以达到一样的效果

但是

柔性数组：

1.malloc只需要开辟一次

2.free空间一次

3.开辟的空间是连续的

普通写法：

1.malloc两次

2.free两次

3.开辟的空间不一定连续

我们要知道malloc的次数越多，越容易处处，可能free顺序不对或者忘记free，造成内存泄漏；同时，内存碎片越多，没别利用的空间就越多，造成空间的浪费。

此时，我们就要知道存在即合理，柔性数组的存在是有一定的道理的。

接下来我们总结一下柔性数组的好处