char data[0]问题

问题：当进行内存管理时，经常需要一个额外的结构，例如

struct MyData

{

    char*data;  // 指向分配的内存空间

    intlen;  // 记录空间大小

};

这样，需要进行四步操作，先分配MyData结构体，再分配要管理的内存，再让data指针指向该内存空间，再把空间大小赋给len。问题，该结构在64位系统上sizeof结果是多少？可以修改结构体的情况下有什么办法能够减少操作？

 

这实际上是有关char data[0]的问题。

struct MyData

{

    int len;

    char data[0];  // 一定是结构体的最后一个字段，且前面必须有其他字段

};

在结构中，data是一个数组名；但该数组没有元素；由于数组没有元素，该数组在该结构体中不占用空间，所以sizeof(struct Mydata) = 4，这不同于char* data，要占用一个指针的大小（32位系统下4字节，64位系统8字节）。该数组的真实地址紧随结构体MyData之后，而这个地址就是结构体后面数据的地址（如果给这个结构体分配的内容大于这个结构体实际大小，后面多余的部分就是这个data的内容）；这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。

使用：

    struct MyData *p = (struct MyData *)malloc(sizeof(struct MyData)+strlen(str))

这样就可以通过p->data 来操作这个str。

 

这是个广泛使用的常见技巧，常用来构成缓冲区。比起指针，用空数组有这样的优势：

1.不需要初始化，数组名直接就是所在的偏移；

2.不占任何空间，指针需要占用空间；

3.结构体和内存可以一起分配，连续空间。

一次分配解决问题，省了不少麻烦。大家知道为了防止内存泄漏，如果是分两次分配（结构体和缓冲区），那么要是第二次malloc失败了，必须回滚释放第一个分配的结构体。这样带来了编码麻烦。其次，分配了第二个缓冲区以后，如果结构里面用的是指针，还要为这个指针赋值。同样，在free这个buffer的时候，用指针也要两次free。如果用空数组，所有问题一次解决。

其次，大家知道小内存的管理是非常困难的，如果用指针，这个buffer的struct部分就是小内存了，在系统内存在多了势必严重影响内存管理的性能。要是用空数组把struct和实际数据缓冲区一次分配大块问题，就没有这个问题。

 

补充说明：

char data[0]柔性数组，只能放在struct末尾，表示该struct是可变长度的，多余的容量分配给data数组，实现可变长度的数组。

在早期有些技术牛人都爱这样写，不过在今天这是一种不安全的写法，不推荐，不要指望在所有的编译器上都能得到比想要的结果。

char data[0]是否合法？

ISO/IEC 9899-1999里面，这么写是非法的，这个仅仅是GNU C的扩展，gcc可以允许这一语法现象的存在。

结构体最后使用0或1的长度数组的原因，主要是为了方便的管理内存缓冲区，如果你直接使用指针而不使用数组，那么，你在分配内存缓冲区时，就必须分配结构体一次，然后再分配结构体内的指针一次，（而此时分配的内存已经与结构体的内存不连续了，所以要分别管理即申请和释放）而如果使用数组，那么只需要一次就可以全部分配出来，（见下面的例子），反过来，释放时也是一样，使用数组，一次释放，使用指针，得先释放结构体内的指针，再释放结构体。还不能颠倒次序。

其实就是分配一段连续的的内存，减少内存的碎片化。

这个仅仅是在C99没有出台的情况下，gcc为了使用类似于C99 flexible array member而做出的一个work-around，但是现在C99出现了，并且正式支持了flexiblearray member的语法，这样的一个GNU C扩展就有点显得不合时宜了……按照ISO/IEC 9899-1999的要求，flexible array member的定义应当是这样：

struct foo

{

    int variable;

    char bar[ ];  // here!!!! this is the C99 flexible arraymember

};

这个才是符合标准要求的写法，当你的代码需要跨平台、跨编译器移植，并且需要这个特性的时候，这个才是唯一准确的写法！

C99中，允许结构中的最后一个成员可以是未知大小的数组（结构中，在该数组之前必须至少有一个其他成员），这被称为 flexible array member。由sizeof返回的结构的大小不包括 flexible array member的大小。