缺少大小的数组与指针答案

【问题标题】：arrays with missing sizes vs pointers缺少大小的数组与指针
【发布时间】：2014-06-17 10:58:55
【问题描述】：

我普遍认为以下两个原型是可以互换的：

int main(int argc, char ** argv);
int main(int argc, char * argv[]);

总的来说，我认为char ** argv 和char * argv[] 是可以互换的。但是，我也在互联网上遇到了一些声称您可以声明类似结构的东西

struct S {
  int size;
  int ar[];
};

然后适当地简单地 malloc 以便 ar 在运行时可以任意大。

但这对我来说似乎很奇怪。如果我改为声明

struct S {
  int size;
  int * ar;
};

我还能做同样的事情吗？我原以为这取决于你让ar 指向什么。

int * ar 和 int ar[] 在结构中使用时有何不同？函数原型中的char ** argv 和char * argv[] 怎么样？与 C++ 相比，它们在 C 中的语义是否不同？

【问题讨论】：

@RedAlert：不，数组是数组，在大多数情况下，数组名称会衰减为指向其第一个元素的指针。尝试分配给数组！
@Deduplicator 只是为了扰乱你的想法：考虑 T(&)[] 与 T*
@gha.st: 引用一个数组，还是我解析错了？
@Deduplicator 对大小未定义的数组的引用，而不是指向其第一个元素的指针，是的 ;)
@RedAlert：请不要告诉人们数组是指针。他们不是。阅读comp.lang.c FAQ 的第 6 部分。

标签： c++ c arrays

【解决方案1】：

对于看起来像数组的函数参数有一个特殊情况规则。任何此类参数都“调整”为指向（可能是合格的）元素类型的指针。

由于这条规则，这些定义：

int main(int argc, char **argv) { /* ... */ }

和

int main(int argc, char *argv[]) { /* ... */ }

完全等价。（函数类型的参数也有类似的规则，调整为函数指针。）

此规则仅应用于参数声明。

一个恼人的后果是，如果你声明一个带有大小的数组参数，它会被默默地忽略：

void func(int array[42]);

真正的意思

void func(int *array);

（有static关键字的用法，在C99中添加，这里不再赘述。）

struct S {
    int size;
    int ar[];
};

这是一个灵活的数组成员，是 C99 中添加的一个特性。它声明ar 是一个未指定大小的数组（不是，我重复不是，一个指针）。要使用它，您必须分配足够的空间来容纳运行时需要的许多元素。这被添加到语言中，以替代 comp.lang.c FAQ 的问题 2.6 中描述的“struct hack”。

同一常见问题解答的第 6 节是解释数组和指针之间经常令人困惑的关系的绝佳资源。

【讨论】：

【解决方案2】：

在函数参数中使用数组类型有一个special 规则：它们变成指针类型。但是，该规则仅适用于函数参数。

当您将未定义的大小替换为例如两个大小：

void f(int x[2]); // equivalent to void f(int* x);

struct A {
    int q[2]; // obviously not equivalent to int* q;
};

你使用的结构定义

struct S {
    int size;
    int ar[];
};

的意思是说任意数量的ints 应该跟在size 成员之后——可能正好是size 元素。您不能只遗漏最后一个成员，因为这可能会导致错误 w.r.t.对齐和填充（假设 ar 是 doubles 的数组，你会看到问题）。

此语法是 an old trick 的演变，已添加到 C99 中。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以将第一个和第二个布局用于相同的目的，但内存中的布局将不一样。对于第一个示例，您将拥有（假设是 32 位架构）：

[size (4 bytes)][ar (size bytes)]

第二个：

[size (4 bytes)][pointer to ar (4 bytes)][ar (size bytes)]

所以第二种方案会浪费内存。

【讨论】：

【解决方案4】：

char ** 和char *[] 确实是一样的。事实上，以下内容将起作用：

void foo(int a1[]) {
    int a2[3];
    a2 = 0; // ERROR: Can't assign to an array.
    a1 = 0; // OKAY: You can assign to it, because it's actually a pointer!
    ...

不过，您展示的结构 S 使用的是灵活的数组成员。它不占用空间。你不能分配给它。基本上，int [] 的含义不同，具体取决于它是成员还是参数。但是，在您拥有指针的结构中，您基本上可以在任何地方指出这一点。

【讨论】：