关于柔性数组…

什么是柔性数组？

先来了解一下“不完整类型（incomplete type）”，不完整类型是这样一种类型，它缺乏足够的信息（如长度）去描述一个完整的对象。C99标准支持不完整类型，其形式形如int a[]，但也有一些编译器把int a[0] 作为非标准扩展来支持。

知道了不完整类型，就可以去了解柔性数组了。在日常的编程中，有时候需要在结构体中存放一个长度动态的字符串，一般的做法，是在结构体中定义一个指针成员，这个指针成员指向该字符串所在的动态内存空间，例如：

typedef struct test  
{  
       int a;  
       double b;  
       char *p;  
};

这样子是很容易想到的做法，但是却有一点不方便的地方。比如为test对象分配空间之后，还需要再为p指针分配一次空间。这样子，如果第二次malloc失败了，就必须要回滚释放第一个分配的结构体，这样带来了编码麻烦。

于是，有一种做法是，只进行一次分配。可以把代码修改为：

typedef struct test  
{  
       int a;  
       double b;  
       char p[0];   // 若有些编译器不支持，可以改成char p[];  
};

这样子进行分配的时候，只需要：

1
2
3

char a[] = "hello world";
test *stpTest = (test *)malloc(sizeof(test) + strlen( a ) + 1 );
strcpy(stpTest + 1, a );

释放结构体的时候，也不会出现忘记释放指针导致的内存泄露问题，因为只需要：free(stpTest);

在进行Linux内核开发或者嵌入式开发时，经常会遇到结构体的最后出现char data[], char data[0], char data[1]，这样的代码，这就是柔性数组的实现。柔性数组也并没有定义柔性数组，只是所支持的不完整类型产生了柔性数组这样神奇的结构。

使用柔性数组的好处

其实上面也说到了，总结而来就是：

不需要初始化，数组名直接就是所在的偏移。
不占任何空间，指针需要占用int长度空间，空数组不占任何空间。（注意，char data[1]；这种形式是占用一个单位的空间的）
空间一次分配，防止内存泄漏。
分配连续的内存，减少内存碎片化。（因为指针所分配的空间不是连续的，而数组占用连续的空间）

使用柔性数组时需要注意的

必须是结构体的最后一个成员
柔性数组之上，需要有其他的成员（结构体中不能只有一个柔性数组）
sizeof返回的结构体的大小不包括柔性数组的内存（如果是char data[1]就会有一个单位的空间）

使用char data[0] 和 char data[1]的区别

结构体中最后一个成员为[0]长度数组的用法：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int长度空间，空数组不占任何空间。“这个数组不占用任何内存”，意味着这样的结构节省空间；“该数组的内存地址就和它后面的元素地址相同”，意味着无需初始化，数组名就是后面元素的地址，直接就能当指针使用。

这样的写法最适合制作动态buffer，因为可以这样分配空间malloc(sizeof(structXXX) + buff_len); 直接就把buffer的结构体和缓冲区一块分配了。用起来也非常方便，因为现在空数组其实变成了buff_len长度的数组了。这样的好处是：(1)、一次分配解决问题，省了不少麻烦。为了防止内存泄露，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。(2)、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。如此看来，用空数组既简化编码，又解决了小内存碎片问题提高了性能。

结构体中最后一个成员为[1]长度数组的用法：与长度为[0]数组的用法相同，改写为[1]是出于可移植性的考虑。有些编译器不支持[0]数组，可将其改成[]或[1].

结构体最后使用0或1长度数组的原因：主要是为了方便的管理内存缓冲区(其实就是分配一段连续的内存，减少内存的碎片化)，如果直接使用指针而不使用数组，那么，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，所有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，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，还不能颠倒顺序。

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;

typedef struct _SoftArray {
	char ch;
	int arr[0];
}SoftArray;

int main() {
	cout << sizeof(SoftArray) << endl;
	
	const int LENGTH = 10;
	SoftArray* sa = (SoftArray*)malloc(sizeof(SoftArray) + sizeof(int) * LENGTH);

	for (int i = 0; i < LENGTH; i++) {
		sa->arr[i] = i;
	}

	for (int i = 0; i < LENGTH; i++) {
		cout << sa->arr[i] << " ";
	}
	cout<<endl;
	free(sa);
	return 0;
}

// result:
// 4
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9