具有灵活数组成员的结构和具有指针成员的结构之间的区别

Question

我不再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，struct with pointers 需要 malloc 两次。但是，请考虑以下代码：

    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);

我发现不一样的是Vector的数据成员地址没有定义。程序员需要转换才能“找到”准确的地址。但是，如果将 Vector 定义为：

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

那么数据的地址就定义好了

我想知道像这样用指针 malloc struct 是否安全和能够，以及程序员在使用带指针的 struct 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 over-allocate 内存但这并不神奇地意味着 data 指针被设置为指向该内存。它在 malloc 之后的值实际上是不确定的，所以你不能可靠地打印它。

当然，您可以将该指针设置为指向超出结构本身分配的部分，但这意味着访问速度可能会变慢，因为您每次都需要通过指针。您还可以将指针本身分配为额外的 space （并且可能因此而额外填充），而在灵活的数组成员中 sizeof 不计算灵活的数组成员。你的第一个设计总体上比灵活的版本要麻烦得多，但除此之外 well-defined.

人们在使用带指针的结构时 malloc 两次的原因可能是他们不知道灵活的数组成员或使用 C90，或者代码不是 performance-critical 而他们只是不关心碎片化分配带来的开销

Answer 2

I am wondering whether it is safe and able to malloc struct with pointers like this, and what is the exactly reason programmers malloc twice when using struct with pointers.

如果只使用一次指针方法和malloc，在计算中需要额外注意一件事情：alignment.

让我们向结构中添加一个额外字段：

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

假设我们在每个字段为 4 字节的系统上，结构上没有尾部填充且总大小为 12 字节。我们还假设 double 是 8 个字节并且需要对齐到 8 个字节。

现在有一个问题：表达式(char*)newVector + sizeof*newVector不再给出可被8整除的地址。需要在结构和数据之间手动填充4个字节。这使得 malloc 大小计算和数据指针偏移量计算变得复杂。

所以您看到 1 个 malloc 指针版本较少的主要原因是 更难正确 。使用指针和 2 个 mallocs，或灵活的数组成员，编译器负责必要的对齐计算和填充，因此您不必这样做。

具有灵活数组成员的结构和具有指针成员的结构之间的区别

the difference between struct with flexible arrays members and struct with pointer members

c

flexible-array-member