C语言变长数组data[0]【总结】

1、前言

　　

　　今天在看代码中遇到一个结构中包含char data[0]，第一次见到时感觉很奇怪，数组的长度怎么可以为零呢？于是上网搜索一下这样的用法的目的，发现在linux内核中，结构体中经常用到data[0]。这样设计的目的是让数组长度是可变的，根据需要进行分配。方便操作，节省空间。

2、data[0]结构

经常遇到的结构形状如下：

struct buffer
{
    int data_len;   //长度
    char data[];  //起始地址
};

在这个结构中，data是一个数组名；但该数组没有元素；该数组的真实地址紧随结构体buffer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。

　　

　　写个程序对比char data[0]，char *data, char data[]，如下所示：

　

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <stdint.h>

 typedef struct
 {
     int data_len;
     char data[];
 }buff_st_1;

 typedef struct
 {
     int data_len;
     char *data;
 }buff_st_2;

 typedef struct
 {
     int data_len;
     char data[];
 }buff_st_3;

 int main()
 {
     printf("sizeof(buff_st_1)=%u\n", sizeof(buff_st_1));
     printf("sizeof(buff_st_2)=%u\n", sizeof(buff_st_2));
     printf("sizeof(buff_st_3)=%u\n", sizeof(buff_st_3));

     buff_st_1 buff1;
     buff_st_2 buff2;
     buff_st_3 buff3;

     printf("buff1 address:%p,buff1.data_len address:%p,buff1.data address:%p\n",
         &buff1, &(buff1.data_len), buff1.data);

     printf("buff2 address:%p,buff2.data_len address:%p,buff2.data address:%p\n",
         &buff2, &(buff2.data_len), buff2.data);

     printf("buff3 address:%p,buff3.data_len address:%p,buff3.data address:%p\n",
         &buff3, &(buff3.data_len), buff3.data);

     return ;
 }

从结果可以看出data[0]和data[]不占用空间，且地址紧跟在结构后面，而char *data作为指针，占用4个字节，地址不在结构之后。

3、实际当中的用法

在实际程序中，数据的长度很多是未知的，这样通过变长的数组可以方便的节省空间。对指针操作，方便数据类型的转换。测试程序如下：

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <stdint.h>

 typedef struct
 {
     int data_len;
     char data[];
 }buff_st_1;

 typedef struct
 {
     int data_len;
     char *data;
 }buff_st_2;

 typedef struct
 {
     int data_len;
     char data[];
 }buff_st_3;

 typedef struct
 {
     uint32_t id;
     uint32_t age;
 }student_st;

 void print_stu(const student_st *stu)
 {
     printf("id:%u,age:%u\n", stu->id, stu->age);
 }

 int main()
 {
     student_st *stu = (student_st *)malloc(sizeof(student_st));
     stu->id = ;
     stu->age = ;

     student_st *tmp = NULL;

     buff_st_1 *buff1 = (buff_st_1 *)malloc(sizeof(buff_st_1) + sizeof(student_st));
     buff1->data_len = sizeof(student_st);
     memcpy(buff1->data, stu, buff1->data_len);
     printf("buff1 address:%p,buff1->data_len address:%p,buff1->data address:%p\n",
         buff1, &(buff1->data_len), buff1->data);

     tmp = (student_st*)buff1->data;
     print_stu(tmp);

     buff_st_2 *buff2 = (buff_st_2 *)malloc(sizeof(buff_st_2));
     buff2->data_len = sizeof(student_st);
     buff2->data = (char *)malloc(buff2->data_len);
     memcpy(buff2->data, stu, buff2->data_len);
     printf("buff2 address:%p,buff2->data_len address:%p,buff2->data address:%p\n",
         buff2, &(buff2->data_len), buff2->data);

     tmp = (student_st *)buff2->data;
     print_stu(tmp);

     buff_st_3 *buff3 = (buff_st_3 *)malloc(sizeof(buff_st_3) + sizeof(student_st));
     buff3->data_len = sizeof(student_st);
     memcpy(buff3->data, stu, buff3->data_len);
     printf("buff3 address:%p,buff3->data_len address:%p,buff3->data address:%p\n",
         buff3, &(buff3->data_len), buff3->data);

     tmp = (student_st*)buff1->data;
     print_stu(tmp);

     free(buff1);

     free(buff2->data);
     free(buff2);

     free(buff3);
     free(stu);
     return ;
 }

程序执行结果如下：
  采用char *data，需要进行二次分配，操作比较麻烦，很容易造成内存泄漏。而直接采用变长的数组，只需要分配一次，然后进行取值即可以。

参考资料：

http://blog.csdn.net/maopig/article/details/7243646