0 长度数组

beyes

在标准 C 和 C++ 中，不允许用 0 长度数组，但在 GNU C 中，却可以定义 0 长度数组。比如：

struct line {
         int length;
         char contents[0];
}

0 长度数组不占有空间，从打印 sizeof (struct line) 可以看到这个结构体的长度为 4，这 4 字节空间属于整型量 length 。那么结构体里最后的 0 长度字符数组 contents[0] 用来做什么呢？答案是，它可以用来指向一段由你自己分配的 buffer 空间。如：

int this_length = 60;
struct line *thisline = (struct line *)malloc (sizeof (struct line) + this_length);
thisline->length = this_length;

这样，就开辟了 64 字节空间。前面 4 个字节为 this_length 用，后面 60 个字节被 contents 数组用。经过空间分配后，就相当于把结构体定义为：

struct line {
         int length;
         char contents[60];
}

顺便看一下这个空间的分布，做如下打印：

printf ("thisline 指向的地址为 %p\n", thisline);
printf ("thisline指向的第一个元素值为:%d\n",thisline->length);
printf ("该元素的地址为%p\n", &thisline->length);
printf ("%p\n", &thisline->contents);
printf ("%p\n", &thisline->contents[0]);
printf ("%p\n", &thisline->contents[1]);

输出为：

thisline 指向的地址为 0x8780008
thisline指向的第一个元素值为:60
该元素的地址为0x8780008
0x878000c
0x878000c
0x878000d

从输出可以看到，thisline-contents 只是一个“不占有空间“(其特性由编译器决定)的常量指针。在这里，它表示接着整型值后的起始地址。

现在，我们可以使用这个数组了，比如给这个数组的前几个元素赋下值：

char c = 'x';
int i;

thisline->contents[0] = c;
c = 'y';
thisline->contents[1] = c;
c = 'z';
thisline->contents[2] = c;
for (i = 0; i < 3; i++)
      printf ("%c\n", thisline->contents[i]);

还有一个问题需要探讨。既然用了 malloc() 函数，那么在最后就会使用 free() 函数来释放掉所申请的内存空间。那么，在这里，是不是只是用 free(thisline) 就能达到目的了呢？下面做一个实验：
首先在程序中，将分配缓冲区的首地址备份起来：

struct line *thisline_bak = thisline;

现在做如下释放然后看一下空间中首元素(length)的值：

free(thisline);
printf ("%d\n", thisline_bak->length);

一般在打印里可以看到 length 的输出值为 0 ，这也说明，首个元素的内存空间确实被释放了。在这里，严格的说，这个指针已经不能再这么用，因为它指向了一个被释放的内存空间。

但是，如果我们再次运行

for (i = 0; i < 3; i++)
      printf ("%c\n", thisline->contents[i]);

这个打印，发现仍然能够正常的打印出值来，从而说明了，后面申请的数组缓冲区还没释放。原因是，由于分配的空间返回的指针被强制转换为 struct line 类型，且所得到的空间并不是平缓的(包含的不是同一种元素类型的空间)。在这里的空间组成是，一个整型值 + 后面一大块字符型缓冲区。所以，在释放时，free() 函数认为 *thisline 只是一个指向 4 字节整型值的空间。因而，我们要完全释放整个申请的空间，还需要：

free (thisline->contents);

此后，如果再次打印之前那 3 个赋值的元素时，会发现段错误，或者是类似下面的错误：

*** glibc detected *** ./array4: free(): invalid pointer: 0x09e4300c ***
======= Backtrace: =========
/lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(+0x6b591)[0x5b8591]
/lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(+0x6cde8)[0x5b9de8]
/lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(cfree+0x6d)[0x5bcecd]
./array4[0x80485ad]
/lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(__libc_start_main+0xe6)[0x563bd6]
./array4[0x80483c1]
======= Memory map: ========
... ...

所以，在不用这段空间时，可如下释放：

free (thisline->contents);   /*先释放掉后面的数组buffer*/
free(thisline);    /*再释放掉 4 字节整型空间*/