什么是结构中的灵活数组成员？

Question

我正在用 C 编写数组列表。

我针对通用标头定义了一个特定于实现的结构。

struct array_list_env {
    void **array;    // pointer to the array
    size_t capacity; // length of the array
    size_t size;     // number of occupied elements in the array
}

现在，当我尝试将其更改void **array为void *array[]我得到的

错误：灵活的数组成员不在结构的末尾

什么是灵活数组成员？

Answer 1

灵活数组成员是没有指定大小的数组。该成员必须是结构的最后一个成员。实际数组大小是在为结构分配内存时设置的。因此，它只有与动态分配一起才有意义。

例子：

#define ARRSIZE 10

struct FAM
{
    size_t sz;
    int arr[];   // Must be last struct member
};

struct FAM* fam = malloc(sizeof(struct FAM) + ARRSIZE * sizeof(int));

现在fam->arr是一个包含ARRSIZE可以访问使用的元素的数组fam->arr[index]。

进一步的代码如：

struct FAM* famA = malloc(sizeof(struct FAM) + 10 * sizeof(int));
struct FAM* famB = malloc(sizeof(struct FAM) + 1000 * sizeof(int));

即使数组的大小不同，也会为您提供两个相同类型的指针。

那我为什么要用它？

看看这个代码

struct FAM
{
    size_t sz;
    int arr[];
};

struct P
{
    size_t sz;
    int* p;
};

int getFAM(struct FAM* f, unsigned long x)
{
    return f->arr[x];
}

int getP(struct P* p, unsigned long x)
{
    return p->p[x];
}

这是做“相同”的两种方式。一个使用灵活的数组成员，另一个使用指针。

在https://godbolt.org/上用 gcc -O2 编译我得到

这表明灵活的数组可以为您节省一个间接寻址，从而生成更快的代码。

它可以这样描述：如果是灵活的数组成员，数组与结构指针有固定的偏移量，而在指向 int 成员的指针的情况下，数组位于指针值所在的位置。因此，在第一种情况下，编译器可以直接使用“已知的固定偏移量”，但在第二种情况下，编译器必须先读取指针值，然后再读取数组数据。

注意：此示例适用于一种特定系统（也称为编译器/cpu 类型）。在其他系统上，结果可能不同。