C/C++ 中长度为0的数组

不念不忘少年蓝@ 2023-07-20 10:56 2阅读 0赞

近日在看项目中的框架代码时,发现了了一个奇特的语法:长度为0的数组例如

uint8_t buf[0];

我从未见过这样的写法,所以在网上查了查资料,了解并记录下来.

在标准的C/C++中,长度为0的数组是不被允许的,它算是一个C/C++扩展,如果你的编译器支持这个扩展,你就可以使用它.

VS系列编译器不完全支持这个扩展,如果你这样定义,多半会在编译时出现这样的警告:warning C4200: 使用了非标准扩展 : 结构/联合中的零大小数组,当 UDT 包含大小为零的数组时，无法生成复制构造函数或副本赋值运算符

GUN（GNU操作系统是一种由自由软件构成的类 Unix 操作系统，该系统基于 Linux 内核，目标在于建立一个完全相容于UNIX的自由软件环境）编译器完全支持这个扩展,你可以合法的声明长度为0的数组,但这种声明的最典型的用法就是位于数组中的最后一项，为了方便内存缓冲区的管理,例如:

struct Line{
        uint32_t length;
        char contents[0];
    };

在结构体中,长度为0的数组不会占用存储空间 ,在上述例子中 sizeof(Line)=4

在申请内存空间时,缓冲区的空间可以和结构体的空间一起申请,一次操作就可以完成.例如

uint32_t length = 10;
    struct Line *pLine = (struct Line *)malloc(sizeof (struct Line) + length);
    pLine->length = length;

上述代码就动态地为结构体申请了长度(length)为10byte的缓冲区,而且由于是同一次malloc操作,缓冲区与结构体的内存地址是连续的,而且可以按照数组下标访问缓冲区元素,例如

for(uint32_t i = 0;i < pLine->length;++i)
    {
        pLine->contents[i] = i;
    }

由于缓冲区与结构体的内存地址是连续的,在释放内存的时候,只需要一次free操作.

综上所述,比起在结构体中定义一个指针指向另一片缓冲区地址的做法,使用长度为0的数组有以下好处:

1->指针本身需要占用内存,而长度为0的数组不需要

2->长度为0的数组定义出的缓冲区可以和结构体处在同一片连续地址中,只要一次malloc操作和free操作.如果用指针,需要分别申请和释放结构体内存和指针指向的内存块,至少需要两次以上的内存操作.

测试代码:

编译器:　　gcc version 4.8.1 (tdm-2)

#include <stdio.h>
    #include <stdint.h>
    #include <malloc.h>
    struct Line{
        uint32_t length;
        uint8_t contents[0];
    };
    int32_t main()
    {
        uint32_t length = 10, i;
        printf("sizeof(Line)=%d\n", sizeof(struct Line));
        struct Line *pLine = (struct Line *)malloc(sizeof (struct Line) + length);
        pLine->length = length;
        for (i = 0; i < pLine->length; ++i)
        {
            pLine->contents[i] = i;
        }
        for (i = 0; i < pLine->length; ++i)
        {
            printf("i=%d,contents[i]=%d\n", i, pLine->contents[i]);
        }
        //free(pLine);
        return 0;
    }

成功执行并打印结果:

sizeof(Line)=4
    i=0,contents[i]=0
    i=1,contents[i]=1
    i=2,contents[i]=2
    i=3,contents[i]=3
    i=4,contents[i]=4
    i=5,contents[i]=5
    i=6,contents[i]=6
    i=7,contents[i]=7
    i=8,contents[i]=8
    i=9,contents[i]=9
    Press any key to continue . . .

在VS2013中编译运行上述代码,除了会报警告 " warning C4200 " 外,程序也可以正确运行.

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