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【柔性数组与局部性原理】

news 来源：原创 2024/4/29 15:02:33

柔性数组概念

柔性数组特点
局部性原理

柔性数组概念

对于柔性数组，也许你之前从未听说过，柔性数组，顾名思义，就是数组，它的柔性柔在元素个数可以动态变化，
即柔性数组是未知大小的，数组大小可以动态变化的。
在结构体中，最后一个元素允许是未知大小的数组，这个数组就叫柔性数组成员。

下面直接举例子来说明柔性数组。

struct S
{
	int n;
	int arr[]; 
};

这就是一个柔性数组，柔性数组是在结构体中是未知大小的。

struct S
{
	int n;
	int arr[0]; 
};

上面这种写法也可以。

在这里插入图片描述
当我们进行编译时，编译通过。

柔性数组特点：

下面举例说明柔性数组的特点：

假设需要动态开辟一块内存空间，我们可以这样操作：

typedef struct S
{
	int n;
	int arr[];
};

当我们计算这个柔性数组的大小时，结果如下：
在这里插入图片描述
看到结果是4，可能你会疑惑，别着急，这就是柔性数组的第一个特点：

特点1：sizeof计算结构体大小时，不包括柔性数组的大小

所以计算上面的结构体的大小时，仅计算n大小，在进行结构体内存对齐后，结果是4 。

特点2：柔性数组成员之前必须至少有一个其他成员。

特点3：包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。

什么意思呢？举个例子：

typedef struct S
{
	int n;
	int arr[0]; 
}S;

int main()
{
	struct S s = { 0 };
	struct S* ps = (S*)malloc(sizeof(S) + 5 * sizeof(int));

	return 0;
}

看上面的代码：当我们动态申请一块内存时，申请的空间需要大于结构体本身的大小。
在后面增加适当的空间以适应柔性数组的大小。

下面举实际例子来说明柔性数组的一些好处：

typedef struct S
{
	int n;
	int arr[0]; 
}S;

int main()
{
	struct S s = { 0 };
	struct S* ps = (S*)malloc(sizeof(S) + 5 * sizeof(int));
	if (ps == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return;
	}
	ps->n = 100;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}

}

在内存中申请一块空间，这块空间在内存中是连续的。

在这里插入图片描述
然后将n 和arr分别赋值

如果想使用的空间不够，那就重新申请空间

struct S*ptr=realloc(ps, 44);

44 = 24（原结构体大小) + 20(5*int)

也就是再开辟五个int类型的空间

int main()
{
	struct S s = { 0 };
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 5 * sizeof(int));
	if (ps == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return;
	}
	ps->n = 100;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}

	struct S*ptr=realloc(ps, 44);

	if (ptr != NULL)
	{
		ps = ptr;
	}

	for (i = 5; i < 10; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	//释放
	free(ps);
	ps = NULL;
	return 0;
}

然后进行赋值，再打印出来，整个完整代码如上：
结果如下：

在这里插入图片描述

使用柔性数组动态开辟内存，这块空间是连续的。

下面来看另一种开辟内存的方法：

struct S
{
	int n;
	int* arr;
};

int main()
{
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
	ps->arr = malloc(sizeof(int) * 5);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}

	//加大内存,调整大小
	int *ptr=  realloc(ps->arr, 10 * sizeof(int));
	if (ptr != NULL)
	{
		ps->arr = ptr;
	}
	for (i = 5; i < 10; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}

	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	free(ps->arr);//free要有先后顺序
	free(ps);
	ps = NULL;
	return 0;
}