char 和 char[1] 之间的区别

Question

在 C++ 中，使用 char 和 char[1] 之间有什么区别（如果有）。

示例：

struct SomeStruct
{
   char x;
   char y[1];
};

对于 unsigned char 是否也有同样的原因？

Answer 1

主要区别在于您用来访问单个字符的语法。

我所说的“访问”是指使用语言中的各种运算符对其进行操作，与 char 数组相比，大多数或全部运算符在应用于 char 时会执行不同的操作。这听起来好像 x 和 y 几乎完全不同。事实上，它们都“由”一个字符组成，但该字符以一种非常不同的方式表示。

该实现可能会导致其他差异，例如，它可能会根据您使用的结构以不同的方式对齐和填充结构。但我怀疑它会。

运算符差异的一个示例是 char 是可分配的，而数组则不可分配：

SomeStruct a;
a.x = 'a';
a.y[0] = 'a';
SomeStruct b;
b.x = a.x; // OK
b.y = a.y; // not OK
b.y[0] = a.y[0]; // OK

但是 y 不可分配的事实并不能阻止 SomeStruct 可分配：

b = a; // OK

所有这些都与类型、char 与否无关。某种类型的对象和该类型的大小为 1 的数组在内存中的内容几乎相同。

顺便说一句，在上下文中，您“使用”char 和 char[1] 会产生很大的差异，有时这会让人感到困惑认为数组实际上是指针。不是您的示例，而是作为函数参数：

void foo(char c);     // a function which takes a char as a parameter
void bar(char c[1]);  // a function which takes a char* as a parameter
void baz(char c[12]); // also a function which takes a char* as a parameter

在 bar 和 baz 声明中提供的数字被 C++ 语言完全忽略。显然，有人在某个时候认为它作为一种文档形式对程序员很有用，表明函数 baz 期望其指针参数指向 12 个字符数组的第一个元素。

在 bar 和 baz 中，c 从来没有数组类型 - 它看起来像数组类型，但事实并非如此，它只是一种奇特的特殊情况语法，其含义与 char *c 相同。这就是为什么我在“use”上加上引号 - 你根本没有真正使用 char[1]，它只是看起来像它。

Answer 2

如果您确实在生产代码中将构造 char y[1] 视为结构体的最后一个成员，那么您很可能遇到过 结构黑客。

这个短数组是真实但可变长度数组的替代品（回想一下，在 c99 之前，c 标准中没有这样的东西）。程序员总是会在堆上分配此类结构，并注意确保分配的大小足以满足他想要使用的数组的实际大小。

Answer 3

除了 Steve 强调的用法上的符号差异之外，char[1] 还可以传递给例如 template。 void f(char(&a)[N])，其中 char x = '\0'; f(&x); 不匹配。可靠地捕获数组参数的大小非常方便且令人放心。

它也可能意味着不同的东西：要么实际长度可能更长（如 dmckee 所解释的），要么内容在逻辑上是一个 ASCIIZ 字符串（在这种情况下恰好为空），或者一个字符数组（这发生在有一个元素）。如果该结构是几个相关结构之一（例如，数组大小是模板参数的数学向量，或者某些 I/O 操作所需的内存布局的编码），那么完全有可能与其他字段存在某些相似性如果数组可能更大，则建议优先选择单字符数组，从而允许支持代码更简单和/或更普遍适用。