C語言課程的Struct Hack筆記

相關推薦

C語言課程的Struct Hack筆記

　　最近在搞Compiler的CodeGenerator實驗，有一部分需要把Java程序翻譯成C程序，比如:

C語言課程的Struct Hack筆記

　　復制代碼代碼如下:

　　int [] array;

　　array = new int[10];

　　System.out.println(array.length); //10

　　這段代碼翻譯成C很自然的想法是：

　　復制代碼代碼如下:

　　int * array; // int array[] not support in C

　　array = (int*)malloc(sizof(int)*10);

　　printf("%dn",sizof(array)/sizeof(int)); // 1

　　但很可惜這樣是錯誤的，因為malloc操作在堆上分配空間，不一定是連續的，sizof(array)得到的是指針本身所占的單元，和sizeof(int)相等，無法通過sizof求得數組長度。它和下面還不一樣：

　　復制代碼代碼如下:

　　int array[10];

　　printf("%dn",sizof(array)/sizeof(int)); // 10

　　這里array是數組，是指向整個連續存儲空間的常量，所以sizeof對其操作求得的是整個區域的長度。但是當數組名作為函數的參數傳遞時，數組就退化為指針，又回到了剛才問題。

　　我們應該怎么做？

　　在 StackOverflow 搜了一下，發現ANSI C根本沒有直接辦法通過指向內存的指針求得分配長度。但Windows下提供了計算指針指向的內存大小的方法[malloc.h]：

　　_msize : returns the size (in bytes) as an unsigned integer.

　　復制代碼代碼如下:

　　size_t _msize(

　　void *memblock

　　);

　　但由于操作系統策略的原因，實際分配到的大小可能會比指定的大一些.

　　在Linux下，指針往前偏移一個整形大小的單元也會記錄實際分配的大小，我們來窺探一下那個單元的內容：

　　復制代碼代碼如下:

　　//test.c

　　int main(){

　　int * p;

　　int i;

　　int size;

　　for (i=1;i<11;i++)

　　printf("%d ",i);

　　printf("n");

　　for (i=0;i<10;i++){

　　p = (int*)malloc(sizeof(int)*i);

　　size = *(int*)((char*)p-sizeof(int));

　　printf("size:%d ",size);

　　free(p);

　　}

　　printf("n");

　　}

　　$gcc test.c

　　$./a.out

　　1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

　　17 17 17 17 25 25 33 33 41 41

　　看來Linux的分配策略不能使得內存大小和元素個數一一對應，此法不可用。后來發現在Linux下原來也有類似_msize的函數[malloc.h]：

　　復制代碼代碼如下:

　　int * array;

　　int size;

　　array = (int*)malloc(sizof(50);

　　size = malloc_usable_size(array);

　　printf("%dn",size);//50

　　但是malloc.h不屬于標準C，我們還要繼續尋找通用之法。經過大量查閱，終于發現了一種code trick,稱作struct-hack. 前面提到過，在C語言中，int a[]是違法的，但是把它作為struct的最后一個成員卻是可以的：

　　復制代碼代碼如下:

　　typedef struct array{

　　int size;

　　int free;

　　int buf[];

　　}array,*Tiger_array;

　　這是在C語言的后期加入的特性，目的就是為了實現flexible array，這樣每次給數組分配空間時，需要同步記錄size大小。而求size的時候，直接取出來即可：

　　復制代碼代碼如下:

　　Tiger_array ta;

　　ta = (int*)malloc(sizeof(array)+100);

　　ta->size = 100;

　　ta->free = 0;

　　需要注意一點，這時分配的大小應該是sizeof(struct)加上需求的數組大小。

　　這個問題就說到這里。

【C語言課程的Struct Hack筆記】相關文章：

C語言結構體（struct）常見使用方法08-01

C語言結構體(struct)常見使用方法09-15

淺談高職C語言課程的教學分析與設計05-18

《C語言程序設計》課程設計報告05-22