结构体0长度数组的作用

在标准 C 和 C++ 中，不允许用 0 长度数组，但在 GNU C 中，却可以定义 0 长度数组。比如：

引用
struct

line
{

int

length
;

char

contents
[
0
];

}

0
长度数组不占有空间，从打印 sizeof (struct line) 可以看到这个结构体的长度为 4，这 4 字节空间属于整型量 length
。那么结构体里最后的 0 长度字符数组 contents[0] 用来做什么呢？答案是，它可以用来指向一段由你自己分配的 buffer
空间。如：

引用
int

this_length
=
60
;

struct

line
*
thisline
=
(struct

line
*
)malloc
(sizeof

(struct

line
) +
this_length
);

thisline->length = this_length;

这样，就开辟了 64 字节空间。前面 4 个字节为 this_length 用，后面 60 个字节被 contents 数组用。经过空间分配后，就相当于把结构体定义为：

引用
struct

line
{

int

length
;

char

contents
[
60
];

}

顺便看一下这个空间的分布，做如下打印：

引用
printf
("thisline 指向的地址为 %p
/n

"
,
thisline
);

printf
("thisline指向的第一个元素值为:%d
/n

"
,
thisline
->
length
);

printf
("该元素的地址为%p
/n

"
,
&
thisline
->
length
);

printf
("%p
/n

"
,
&
thisline
->
contents
);

printf
("%p
/n

"
,
&
thisline
->
contents
[
0
]);

printf
("%p
/n

"
,
&
thisline
->
contents
[
1
]);

输出为：

引用
thisline 指向的地址为 0x8780008

thisline指向的第一个元素值为:60

该元素的地址为0x8780008

0x878000c

0x878000c

0x878000d

从输出可以看到，thisline-contents 只是一个“不占有空间“(其特性由编译器决定)的常量指针。在这里，它表示接着整型值后的起始地址。

现在，我们可以使用这个数组了，比如给这个数组的前几个元素赋下值：

引用
char

c
=
'x'
;

int

i
;

thisline
->
contents
[
0
]
=
c
;

c
=
'y'
;

thisline
->
contents
[
1
]
=
c
;

c
=
'z'
;

thisline
->
contents
[
2
]
=
c
;

for

(i
=
0
; i
<
3
; i
++
)

printf
("%c
/n

"
,
thisline
->
contents
[
i
]);

还有一个问题需要探讨。既然用了 malloc() 函数，那么在最后就会使用 free() 函数来释放掉所申请的内存空间。那么，在这里，是不是只是用 free(thisline) 就能达到目的了呢？下面做一个实验：

首先在程序中，将分配缓冲区的首地址备份起来：

引用
struct

line
*
thisline_bak
=
thisline
;

现在做如下释放然后看一下空间中首元素(length)的值：

引用
free(thisline);

printf
("%d
/n

"
,
thisline_bak
->
length
);

一般在打印里可以看到 length 的输出值为 0 ，这也说明，首个元素的内存空间确实被释放了。在这里，严格的说，这个指针已经不能再这么用，因为它指向了一个被释放的内存空间。

但是，如果我们再次运行

引用
for

(i
=
0
; i
<
3
; i
++
)

printf
("%c
/n

"
,
thisline
->
contents
[
i
]);

这
个打印，发现仍然能够正常的打印出值来，从而说明了，后面申请的数组缓冲区还没释放。原因是，由于分配的空间返回的指针被强制转换为 struct
line 类型，且所得到的空间并不是平缓的(包含的不是同一种元素类型的空间)。在这里的空间组成是，一个整型值 +
后面一大块字符型缓冲区。所以，在释放时，free() 函数认为 *thisline 只是一个指向 4
字节整型值的空间。因而，我们要完全释放整个申请的空间，还需要：

引用
free (thisline->contents);

此后，如果再次打印之前那 3 个赋值的元素时，会发现段错误，或者是类似下面的错误：

引用
*** glibc detected *** ./array4: free(): invalid pointer: 0x09e4300c ***

======= Backtrace: =========

/lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(+0x6b591)[0x5b8591]

/lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(+0x6cde8)[0x5b9de8]

/lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(cfree+0x6d)[0x5bcecd]

./array4[0x80485ad]

/lib/tls/i686/cmov/libc.so.6(__libc_start_main+0xe6)[0x563bd6]

./array4[0x80483c1]

======= Memory map: ========

... ...

所以，在不用这段空间时，可如下释放：

引用
free (thisline->contents); /*先释放掉后面的数组buffer*/

free(thisline); /*再释放掉 4 字节整型空间*/