柔性數組【轉】

在講述柔性數組成員之前，首先要介紹一下不完整類型（incomplete type）。不完整類型是這樣一種類型，它缺乏足夠的資訊例如長度去描述一個完整的對象。

6.2.5 Types

incomplete types (types that describe objects but lack information needed to determine their sizes).

C與C++關于不完整類型的語義是一樣的。

基本上沒有什麼書介紹過不完整類型，很多人初次遇到這個概念時腦袋會一片空白。事實上我們在實際的工程設計中經常使用不完整類型，隻不過不知道有這麼個概念而已。前向聲明就是一種常用的不完整類型：

class base;

struct test;

base和test隻給出了聲明，沒有給出定義。不完整類型必須通過某種方式補充完整，才能使用它們進行執行個體化，否則隻能用于定義指針或引用，因為此時執行個體化的是指針或引用本身，不是base或test對象。

一個未知長度的數組也屬于不完整類型：

extern int a[];

extern不能去掉，因為數組的長度未知，不能作為定義出現。不完整類型的數組可以通過幾種方式補充完整才能使用，大括号形式的初始化就是其中一種方式：

int a[] = { 10, 20 };

柔性數組成員（flexible array member）也叫伸縮性數組成員，它的出現反映了C程式員對精煉代碼的極緻追求。這種代碼結構産生于對動态結構體的需求。在日常的程式設計中，有時候需要在結構體中存放一個長度動态的字元串，一般的做法，是在結構體中定義一個指針成員，這個指針成員指向該字元串所在的動态記憶體空間，例如：

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

p指向字元串。這種方法造成字元串與結構體是分離的，不利于操作，如果把字元串跟結構體直接連在一起，不是更好嗎？于是，可以把代碼修改為這樣：

char a[] = “hello world”;
struct test *PntTest = ( struct test* )malloc( sizeof( struct test ) + strlen( a ) + 1 );
strcpy( PntTest + 1, a );      

這樣一來，( char* )( PntTest + 1 )就是字元串“hello world”的位址了。這時候p成了多餘的東西，可以去掉。但是，又産生了另外一個問題：老是使用( char* )( PntTest + 1 )不友善。如果能夠找出一種方法，既能直接引用該字元串，又不占用結構體的空間，就完美了，符合這種條件的代碼結構應該是一個非對象的符号位址，在結構體的尾部放置一個0長度的數組是一個絕妙的解決方案。不過，C/C++标準規定不能定義長度為0的數組，是以，有些編譯器就把0長度的數組成員作為自己的非标準擴充，例如：

struct test
{
       int a;
       double b;
       char c[0];
};      

c就叫柔性數組成員，如果把PntTest指向的動态配置設定記憶體看作一個整體，c就是一個長度可以動态變化的結構體成員，柔性一詞來源于此。c的長度為0，是以它不占用test的空間，同時PntTest->c就是“hello world”的首位址，不需要再使用( char* )( PntTest + 1 )這麼醜陋的文法了。

鑒于這種代碼結構所産生的重要作用，C99甚至把它收入了标準中：

6.7.2.1 Structure and union specifiers

As a special case, the last element of a structure with more than one named member may have an incomplete array type; this is called a flexible array member.

C99使用不完整類型實作柔性數組成員，标準形式是這樣的：

struct test
{
       int a;
       double b;
       char c[];
};      

c同樣不占用test的空間，隻作為一個符号位址存在，而且必須是結構體的最後一個成員。柔性數組成員不僅可以用于字元數組，還可以是元素為其它類型的數組，例如：

struct test
{
int a;
       double b;
       float c[];
};