C语言 可变长度的数组 -2

1、前言

在笔者的上一篇blog中，使用了“链表”这样一种数据结构来实现C语言版的可变数组；虽然它的功能强大，但是缺点也是很多的。例如，在释放内存的时候需要循环释放。假如链表中元素比较多，则释放内存就比较耗费时间；且其数据在内存中存放的位置不连续。

在此，笔者介绍另外一种方式，来实现可变数组：

2、基本思想

对于数组，想必大家应该是比较了解的。数组的在内存中是连续存放的，且其存放在内存的“栈”中。

最开始的时候，笔者想通过调用realloc()函数来扩展一个数组的存储区域。但是发现，执行报错。后来才知道，程序的栈是由系统维护的，能供给用户动态分配的内存区域只有“堆”。

既然“堆”可以让用户自己来分配，那么当我们发现有数据输入的时候，就向系统申请一段内存空间，吧数据保存进去。当发现还有数据要输入的时候，我们就扩充这个内存空间，然后把数据保存进去。这样的数据保存完毕之后，就能保证所存储的数据都是连续存放的，由一个指针（首地址）引用。这很类似于数组。

3、代码实现

既然基本思路有了，那么就以上一篇blog中的功能要求为例，继续改写代码。

代码如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define Student struct stu#define Volume sizeof(struct stu)//声明结构类型struct stu{    char name[16];    int age;};int main(){    int len = 0;    char identify[15] = {0};    int old = 0;    //创建指向Student类型存储区域的首地址的指针，以及存储区内部指针    Student *head =NULL;    Student *innerp = NULL;    do{        printf("please enter student's name: ---->less than 15 bytes  ----> press Enter to quit\n");        gets(identify);        //判断输入的姓名是否正常，如果输入的是enter键，则退出        if(identify[0] == '\0'){            break;        }else{            printf("please enter student's age:\n");            scanf("%d%*c",&old);            len++;            if(len ==1){                head = malloc(Volume);            }else{                head = realloc(head,(Volume*len));            }            innerp = head+(len-1);         //确定存储区域内部指针位置            strcpy(innerp->name,identify);            innerp->age = old;        }    }while(1);    printf("input done. you have ended %d students.\n",len);    printf("start reading informations\n");    //如何head为NULL，则表示存储区域没有数据;    if(head != NULL){        innerp = head;   //存储区域内部指针重置        for(int i =0; i<len; i++){            innerp = head+i;                       //存储区域内部指针移动            printf("No:%-5d\tName:%-15s\tAge:%-5d\n",i,innerp->name,innerp->age);        }        printf("All informations have been displayed\n");    }else{        printf("this is no data in memory\n");    }    printf("program is ending...\n");    printf("program has ended.\n");    return 0;}

对于这两段代码会发现，使用这种方式，代码量少了很多，而且思路清晰，实现比较简单。相比上一段代码，它还具有几个优点：

1. 结构体数据量少，比较节省内存空间；
2. 数据是规则的连续存放的，这样可以很方便使用指针来查询；
3. 指针变量少：上一个代码段中，结构体使用了一个指针，还使用了一个head指针和一个位置指针；而本段代码中，只使用了一个头指针和位置指针。事实上，位置指针都可以不用，可以像数组语言，用头指针加上一个偏移量，就是存储区域内的位置指针了。
4. 内存的释放非常方便，只需要一句代码：free(head);即可。而上一段代码，却需要使用循环来释放空间。

5、写在最后

虽然笔者刚刚接触C语言才不过十几天而已，但是发现C语言太难了。它的难点在于直接操作内存，而不像.net 那样，有clr维护内存；它的难点还在于，知识体系的简单，没有过大的框架，全部由底层的数据类型，函数来构建程序。这因为如此，C语言给了程序员非常宽松的思想空间。只要你有想法，就可以（几乎是）任意操作计算机。

以上所写，纯属个人实践。如有错误，还请各位不吝赐教。