本文將flexible array member翻譯爲彈性數組(成員)，將介紹彈性數組的語法，好處與代價，以及擴展聊聊關於c語言操作內存靈活性方面的思考。

語法 

struct Foo {
    int a;
    char b[]; // 有時也寫成 char b[0];
};

如上面例子展示，將結構體的最後一個數據成員定義爲不寫長度（或長度爲0）的數組即爲彈性數組。

這種寫法，b數據成員不佔用大小，看如下代碼：

struct Foo foo;
printf("%d %d\n", sizeof(foo), sizeof(foo.a));

在我的mac電腦上使用 clang-1100.0.33.12 編譯，打印結果爲 4 4 ，說明foo變量大小等於foo變量中a數據成員的大小。

使用如下方法爲彈性數組分配內存會產生編譯錯誤：

foo.b = malloc(128);

編譯錯誤信息： error: array type 'char []' is not assignable

正確的使用方式是：

struct Foo *foo = malloc(sizeof(struct Foo) + 128);

該方式共申請了 4+128 字節大小的內存，該132字節內存是連續的，前4個字節分配給 foo->a ，後128字節可以通過 foo->b 訪問。

好處與代價

一般來說，彈性數組用於元素個數在運行期動態決定的場景。你可能會說，爲什麼不直接用指針呢，就像下面這樣：

struct Foo {
    int a;
    char *b;
};

上面這種寫法確實可以實現同樣的功能，但是存儲相同大小的數據時，兩種方式存在一些區別：

第一，使用這種寫法，b指針變量本身要佔用內存，注意，不管你是否爲b指針分配內存，即使 b==NULL ，變量自身都需要佔用內存。在64位系統，一個指針變量是8個字節，別小看這8個字節，在內存總量比較小的場景，或結構體變量非常多的場景還是很客觀的。

第二，使用彈性數組，彈性數組的內存地址和它之前的數據成員的地址是連續的。訪問時內存的空間局部性也更好些。

但是話說回來，使用彈性數組並不只有好處，它也有代價。

彈性數組的方式，由於結構體中的數據成員和後面掛着的這個數據成員是通過一個malloc申請的內存，這也意味：

第一，整個結構體都要分配在堆上。

第二，當需要對數組內存進行擴容時，你需要對整塊內存realloc。

彈性數組是語法糖，有威力的是c語言操作內存的自由度

其實，我們不使用彈性數組也可以達到彈性數組的效果，如下面代碼：

struct Foo {
    int a;
};

struct Foo *foo = malloc(sizeof(struct Foo) + 128);
char *b = (char *)foo + sizeof(struct Foo);

彈性數組只是一個語法糖，它在結構體最後增加一個成員變量，讓我們可以使用 foo->b 這種方式，直接訪問結構體之後的內存。事實上，你如果自己計算偏移量，也可以到達一樣的效果。

這裏要撇開彈性數組，聊聊閒篇。

在操作內存方面，c語言給它的使用者提供了非常高的自由度，它自身並不標記內存中存儲的是什麼類型的數據，使用者可以對內存地址做任意前後偏移，通過指針類型強轉，解引用，可以把內存按任意類型解析，寫入，讀取。當然，前提是不要發生越界，並且讀寫一致，邏輯符合使用者的預期。

自由度越高，就越可以在更多的場景做更多的優化。但帶來的代價，則是和高級語言相比，可讀性差些，也容易寫出bug。當然，這句話只對於同等水平的初中級程序員有效哈，高手可以無視。

語法補充

最後，對語法做些補充。

第一，在我的環境，如果使用 char b[] 這種寫法，再使用 sizeof(foo.b) 獲取b數據成員大小，將產生編譯錯誤：

error: invalid application of 'sizeof' to an incomplete type 'char []'

第二，彈性數組一般作爲結構體的最後一個數據成員出現，如下代碼會產生編譯錯誤：

struct Foo {
    char b[];
    int a;
};

編譯錯誤信息： error: flexible array member 'b' with type 'char []' is not at the end of struct

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原文出處： yoko blog ( https://pengrl.com )

原文作者： yoko ( https://github.com/q191201771 )

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