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C 语言变长数组 struct 中 char data[0] 的用法

时间:2015-06-16 21:19:34      阅读:131      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:c

1、结构体内存布局(padding)

为了让CPU能够更舒服地访问到变量,struct中的各成员变量的存储地址有一套对齐的机制。这个机制概括起来有两点:第一,每个成员变量的首地址,必须是它的类型的对齐值的整数倍,如果不满足,它与前一个成员变量之间要填充(padding)一些无意义的字节来满足;第二,整个struct的大小,必须是该struct中所有成员的类型中对齐值最大者的整数倍,如果不满足,在最后一个成员后面填充。

The following typical alignments are valid for compilers from MicrosoftBorland, and GNU when compiling for 32-bit x86:

  • char (one byte) will be 1-byte aligned.
  • short (two bytes) will be 2-byte aligned.
  • An int (four bytes) will be 4-byte aligned.
  • float (four bytes) will be 4-byte aligned.
  • double (eight bytes) will be 8-byte aligned on Windows and 4-byte aligned on Linux.
  • long double (twelve bytes) will be 4-byte aligned on Linux.
  • Any pointer (four bytes) will be 4-byte aligned on Linux. (eg: char*, int*)

The only notable difference in alignment for a 64-bit linux system when compared to a 32 bit is:

  • double (eight bytes) will be 8-byte aligned.
  • long double (Sixteen bytes) will be 16-byte aligned.
  • Any pointer (eight bytes) will be 8-byte aligned.

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

  struct s1
        {
                char ch,*ptr;
                union
                {
                        short a,b;
                        unsigned int c:2,d:1;
                };
                struct s1 *next;
        };

int main()
{
      
        printf("%d\n",sizeof(struct s1));
        return 0;
}

 struct s1
{
       char ch,*ptr;    //ch和*ptr各占2bit,共4bit
       union   //按照最长的计算,union占4bit
      {
            short a,b;
            unsigned int c:2,d:1;
       }
struct *next;  //指向struct的指针,和struct占相同的字节,8bit
}

2、变长数组

摘要:在实际的编程中,我们经常需要使用变长数组,但是C语言并不支持变长的数组。此时,我们可以使用结构体的方法实现C语言变长数组。

struct MyData 
技术分享{
技术分享 int nLen;
技术分享 char data[0];
技术分享}; 

在结构中,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MyData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。
实际用时采取这样:
struct MyData *p = (struct MyData *)malloc(sizeof(struct MyData )+strlen(str))
这样就可以通过p->data 来操作这个str。

这样就可以通过p->data 来操作这个str。

程序实例:


技术分享struct MyData 
技术分享{
技术分享 int nLen;
技术分享 char data[0];
技术分享};
技术分享
技术分享int main()
技术分享{
技术分享 int nLen = 10;
技术分享 char str[10] = "123456789";
技术分享
技术分享 cout << "Size of MyData: " <<sizeof(MyData) << endl;
技术分享
技术分享 MyData *myData = (MyData*)malloc(sizeof(MyData) +10);
技术分享 memcpy(myData->data, str, 10);
技术分享
技术分享 cout << "myData‘s Data is: " << myData->data << endl;
技术分享
技术分享 free(myData);
技术分享
技术分享 return 0;
技术分享}

输出:

技术分享Size of MyData:
4
技术分享myData"s Data is: 123456789

以下是摘自:http://bbs.chinaunix.net/thread-1455677-1-1.html

我想举一个自己最近在项目中犯的错误来说明要踏踏实实做人,不要做装B青年 技术分享
在代码中,我需要在一个library和一个daemon之间通过socket传送数据包,包的格式定义如下(为了简化,我就用最简单的数据类型举例):

  1. typedef struct {
  2.         int head;
  3.         int size; //指明整个包的长度
  4.         char reply;
  5.         char data[0];
  6. } packet;

  7. packet*  cmd = malloc (sizeof(packet) + 20);
  8. memcpy (packet->data, some_data, 20);
复制代码


daemon将上面分配的cmd包发送给library,library接收到包后,需要将data字段中的数据取出来。size指明了整个包的长度,但没有字段指明数据的长度。我需要这么一个指明数据长度的字段吗?作为一个装B青年,我认为当然不需要,于是我这样来计算数据的长度:

  1. #define offsetof(type, element) ((int)&((type *)0)->element)
  2. static inline size_t packet_data_len(packet* cmd) {
  3.     assert(cmd);
  4.     return cmd->size - offsetof(packet, data);
  5. }

  6. memcpy (buffer_to_receive_data, cmd->data, packet_data_len (cmd));
复制代码


于是乎,这段程序成功的给我带来了无数的bug,莫名奇妙的segfault,奇怪的数据错误,还是有部分时间的正常工作。当然,最终我还是找到了问题:
sizeof (packet) == 12;
这是合理的,char reply被padding成了4个字节,而char data[0]字节为0。
但,offsetof(packet, data) == 9,在计算偏移时,char reply为一个字节,没有padding。
所以packet_data_len每次都会返回比真实的数据多3个字节 ……

最后我还是老老实实加了个data_len字段指明数据的长度。

C 语言变长数组 struct 中 char data[0] 的用法

标签:c

原文地址:http://blog.csdn.net/xy010902100449/article/details/46522533

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