零长度数组

Question

我正在重构一些旧代码，并发现一些包含零长度数组的结构（如下）。 当然，警告被 pragma 抑制，但我无法通过包含此类结构的“新”结构创建（错误 2233）。 数组“byData”用作指针，但为什么不使用指针呢？ 或者长度为1的数组？ 当然，没有添加任何评论来让我享受这个过程...... 有什么理由使用这样的东西吗？ 重构这些有什么建议吗？

struct someData
{
   int nData;
   BYTE byData[0];
}

注意：它是 C++、Windows XP、VS 2003

Answer 1

是的，这是一个 C-Hack。
创建任意长度的数组：

struct someData* mallocSomeData(int size)
{
    struct someData*  result = (struct someData*)malloc(sizeof(struct someData) + size * sizeof(BYTE));
    if (result)
    {    result->nData = size;
    }
    return result;
}

现在您有一个 someData 对象，其中包含指定长度的数组。

Answer 2

不幸的是，有多种原因导致您在结构末尾声明零长度数组。 它本质上使您能够从 API 返回可变长度结构。

Raymond Chen 就此主题发表了一篇出色的博客文章。 我建议您看一下这篇文章，因为它可能包含您想要的答案。

请注意，在他的帖子中，它处理的是大小为 1 而不是 0 的数组。 这是因为零长度数组是标准的较新条目。 他的帖子应该仍然适用于您的问题。

http://blogs.msdn.com/oldnewthing/archive/2004 /08/26/220873.aspx

编辑

注意：尽管 Raymond 的帖子说 0 长度数组在 C99 中是合法的，但实际上在 C99 中仍然不合法。 您应该使用长度为 1 的数组，而不是此处的长度为 0 的数组

Answer 3

这是一个古老的 C hack，允许灵活大小的数组。

在 C99 标准中，这不是必需的，因为它支持 arr[] 语法。

Answer 4

您关于“为什么不使用大小为 1 的数组”的直觉是正确的。

该代码执行了“C struct hack”错误，因为零长度数组的声明违反了约束。 这意味着编译器可以在编译时立即拒绝您的黑客攻击，并提供停止翻译的诊断消息。

如果我们想要进行黑客攻击，我们必须偷偷地通过编译器。

进行“C struct hack”（与可追溯到 1989 年 ANSI C 的 C 方言兼容，可能更早）的正确方法是使用大小为 1 的完全有效的数组：

struct someData
{
   int nData;
   unsigned char byData[1];
}

此外，而不是 sizeof struct someData，byData之前部分的大小计算方法如下：

offsetof(struct someData, byData);

在byData中分配一个struct someData，空间为42字节，然后我们将使用：

struct someData *psd = (struct someData *) malloc(offsetof(struct someData, byData) + 42);

请注意，即使在数组大小为零的情况下，此 offsetof 计算实际上也是正确的计算。 你看，sizeof整个结构可以包含填充。 例如，如果我们有这样的内容：

struct hack {
  unsigned long ul;
  char c;
  char foo[0]; /* assuming our compiler accepts this nonsense */
};

由于 ul 成员，struct hack 的大小很可能被填充以进行对齐。 如果unsigned long是四个字节宽，那么sizeof (struct hack)很可能是8，而offsetof(struct hack, foo)几乎是8当然可以 5. offsetof 方法是获取数组之前结构体前一部分的准确大小的方法。

这就是重构代码的方法：使其符合经典的、高度可移植的结构黑客。

为什么不使用指针呢？ 因为指针占用了额外的空间并且必须进行初始化。

不使用指针还有其他充分的理由，即指针需要地址空间才能有意义。 struct hack 是可外部化的：也就是说，在某些情况下，这种布局符合外部存储（例如文件、数据包或共享内存区域），在这些情况下您不需要指针，因为它们没有意义。

几年前，我在内核和用户空间之间的共享内存消息传递接口中使用了 struct hack。 我不想在那里有指针，因为它们只对生成消息的进程的原始地址空间有意义。 软件的内核部分使用不同地址处的自己的映射来查看内存，因此一切都基于偏移计算。

Answer 5

值得指出的是，在我看来，进行尺寸计算的最佳方法是在上面链接的 Raymond Chen 文章中使用的。

struct foo
{
    size_t count;
    int data[1];
}

size_t foo_size_from_count(size_t count)
{
    return offsetof(foo, data[count]);
}

第一个条目相对于所需分配末尾的偏移量也是所需分配的大小。 在我看来，这是一种非常优雅的尺寸计算方式。 可变大小数组的元素类型是什么并不重要。 offsetof（或Windows中的FIELD_OFFSET或UFIELD_OFFSET）始终以相同的方式编写。 没有 sizeof() 表达式会意外混乱。