具有灵活数组成员的结构体和具有指针成员的结构体之间的区别

Question

我对灵活数组和指针作为结构成员之间的区别感到困惑。有人建议，带有指针的结构需要 malloc 两次。然而，考虑下面的代码：

    struct Vector {
        size_t size;
        double *data;
    };
    int len = 20;
    struct Vector* newVector = malloc(sizeof *newVector + len * sizeof*newVector->data);
    printf("%p\n",newVector->data);//print 0x0
    newVector->data =(double*)((char*)newVector + sizeof*newVector);
    // do sth
    free(newVector);

我发现一个区别是Vector的数据成员的地址没有定义。程序员需要进行转换才能“找到”准确的地址。但是，如果将 Vector 定义为：

    struct Vector {
        size_t size;
        double data[];
    };

则定义了数据的地址。

我想知道它是否安全并且能够像这样使用指针来 malloc 结构，以及程序员在使用带有指针的结构时 malloc 两次的确切原因是什么。

Answer 1

区别在于结构的存储方式。在第一个示例中，您分配了内存，但这并不意味着data指针设置为指向该内存。 Malloc之后的价值实际上是不确定的，因此您无法可靠地打印它。

当然，您可以将该指针设置为超出结构本身分配的零件的指向，但这意味着由于您需要每次都需要通过指针，因此可能会较慢。另外，您将指针本身分配为额外的空间（并且可能是由于它而可能会增加填充），而在灵活的数组成员 size 中，则不计算灵活的数组成员。总体而言，您的第一个设计比灵活的版本更为麻烦，但除了定义明确的版本外。

人们两次使用指针的结构时两次Malloc可能是他们不知道灵活的数组成员或使用C90，或者是代码不是关键性的，他们只是不在乎开销由分散的分配引起。

Answer 2

我想知道它是否安全且能够用这样的指针进行MALLOC结构，并且 在与指针一起使用struct时，程序员Malloc的确切原因是什么。

如果您只使用指针方法和malloc，则在那里，在计算中需要照顾一件额外的事情：对齐。

让我们在结构中添加一个额外的字段：

struct Vector {
    size_t size;
    uint32_t extra;        
    double *data;
};

假设我们在每个字段为4个字段的系统上，结构上没有尾随填充，总尺寸为12个字节。我们还假设double是8个字节，需要对齐8个字节。

现在存在一个问题：表达式（char*）newVector + sizeof*newVector不再提供8个可以分组的地址。结构和数据之间需要手动填充4个字节。这使MALLOC尺寸计算和数据指针偏移计算复杂化。

因此，您看到1个Malloc指针版本的主要原因是很难正确。使用指针和2个Mallocs或灵活的数组成员，编译器会处理必要的对齐计算和填充，因此您不必这样做。