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C语言高阶【2】--动态内存管理【2】--柔性数组（这是个全新的知识点，不想了解一下吗？）

news 2025/5/10 18:41:35

本章概述

柔性数组
总结C/C++中程序内存划分
彩蛋时刻！！！！

柔性数组

数组这个东西，我想大家应该都不陌生了吧。但是，柔性数组这个东西可能你是第一次听说。

柔性数组概念：在C99之前是没这个东西的，在C99之后就有这个东西了。在C99中规定，结构体中的最后一个成员是大小未知的数组，那么这个数组就叫做柔性数组。进行结构展示：

struct st_type
{int i;int a[0];      //柔性数组成员 ，0就代表没有元素
};
// 有些编译器还可以这样写
struct st_type
{int i;int a[];      //柔性数组成员 
};

柔性数组的特点：
- 1 .结构体是有大小的，由于我们的柔性数组大小是未知的。所以，在柔性数组之前，必须至少有一个知道大小的成员。
- 2.我们计算含有柔性数组的结构体的大小时，所计算的大小不包含柔性数组，因为它大小未知。进行代码展示：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct stu
{int i;int arr[];
};
int main()
{printf("%d\n",sizeof(struct stu));return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述

柔性数组的使用：柔性数组的使用要和动态内存函数一起使用。我们一般用malloc进行空间的开辟。我们为这个含有柔性数组的结构体，开辟空间的大小至少为其它成员的大小。 进行代码展示：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct stu
{int i;int arr[];
};
int main()
{struct stu* p = (struct stu*)malloc(8*sizeof(int));    //前4个字节给inti，//后4个字节给int arr[]if (p == NULL)return 1;p->i = 100;printf("%d\n",p->i);int i = 0;for (i = 0; i < 4; i++){p->arr[i] = i;}for (i = 0; i < 4; i++){printf("%d ",p->arr[i]);}free(p);p = NULL;return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述
我们还可以模拟柔性数组，达到同样的效果，进行代码展示：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct stu
{int i;int*p;
};
int main()
{struct stu* pp = (struct stu*)malloc(sizeof(struct stu));pp->p = malloc(4*sizeof(int));int i = 0;for (i = 0; i < 4; i++){*((pp->p)+i) = i;}for (i = 0; i < 4; i++){printf("%d ", *((pp->p) + i));}free(pp->p);free(pp);pp->p = NULL;pp = NULL;return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述
这个模拟的代码要注意，我们最后释放两次空间，第一次是p的空间，第二次是pp的空间，一定要先释放p，再释放pp。因为p是在pp之后才创建的空间，pp是p的爸爸，你要是把pp释放了，p就没有了，就无法释放p的空间了。如图所示：在这里插入图片描述

柔性数组的优点：
- 1.方便我们释放内存，我们直接开辟好空间后，就会返回这个空间的地址，我们释放空间的时候，就可以直接通过这个地址直接释放。但是，如果按照我们的模拟代码的话，就需要释放两次，而且还要考虑释放顺序，这就很不方便。
- 2.能够提升一定的运行效率。我们直接用柔性数组开辟出来的空间是连续的。但是，我们模拟的代码开辟的空间，里面存在内存碎片。我们为结构体开辟了一块空间，里面还为int i 和int*p都各自开辟了一块空间，而在它们之间还有空白的（多余）内存空间没用到，就出现了内存碎片。如图所示：
  我们在这个结构体里面创建的成员比较少，内存碎片显示的不是很明显。但是，当我们创建的较多时，内存碎片就会显示的比较明显。

总结C/C++中程序内存划分

关于内存的划分以及各个部分存储什么数据，我们都已经讲过了。今天就给大家展示一下它们的对应关系，如图：在这里插入图片描述
对于内核空间，是操作系统操作的，我们程序员是无法进行访问的。为什么栈区和堆区会有向下和向上的箭头呢？其实，栈区和堆区的空间大小是灵活调整的。栈区多一点，堆区就少一点。反过来，堆区多一点，栈区就少一点。无论怎么变化，栈区和堆区的总和不变。 咱们以前讲过，静态区里面存放的是全局变量和常量。其实，划分细点就是分为数据段和代码段。数据段存放的全局变量和静态数据（static修饰的数据），代码段存放的是常量和编译后可执行的二进制代码。