为什么对具有灵活数组成员的结构的初始化无效但对固定大小的数组成员有效？

Question

C 标准状态（强调我的）：

21 示例2声明后：

struct s { int n; double d[]; };

结构结构s 有一个灵活的数组成员d。 [...]

---

22 按照上述声明：

struct s t1 = { 0 };         // valid
struct s t2 = { 1, { 4.2 }}; // invalid
t1.n = 4;                    // valid
t1.d[0] = 4.2;               // might be undefined behavior

t2 的初始化无效（并且违反了约束）因为 struct s 被视为不包含成员 d。

来源：C18，§6.7.2.1/20 + /21

我不明白“因为struct s被视为不包含成员d”的解释

如果我使用{ 1, { 4.2 }};的初始化器，{ 4.2 }部分就是初始化灵活数组成员； 确切地说，将灵活数组成员初始化为由一个元素组成，并将该元素初始化为值4.2，因此stuct s被视为具有成员d？

这句话在我看来毫无意义。

• 为什么标准说{ 4.2 } 不会初始化/表示灵活数组成员，因此结构会被视为没有成员d？

如果我使用固定大小的数组，则此表示法可以正常工作并初始化成员而不会产生任何抱怨：

struct foo {
    int x;
    double y[1];
};

int main (void)
{
    struct foo a = { 1, { 2.3 } };
}

Evidence

• 为什么这个初始化在结构有一个灵活的数组成员时无效，但在结构有一个固定大小的数组成员时有效？

你能详细说明一下吗？

---

我读过：

Why does static initialization of flexible array member work?

和

How to initialize a structure with flexible array member

和

Flexible array members can lead to undefined behavior?

还有其他人，但他们都没有回答我这句话想解释什么以及为什么这是无效的。

---

相关：

• How does an array of structures with flexible array members behave?
• What are the real benefits of flexible array member?

Answer 1

我猜这是语言缺陷。虽然初始化一个灵活的数组成员可能没有意义，但标准需要在某个地方解决这个问题。我在任何地方都找不到这样的规范文本。

灵活数组成员的定义是，C17 6.7.2.1/18：

作为一种特殊情况，具有多个命名成员的结构的最后一个元素可能具有 不完整的数组类型；这称为灵活数组成员。在大多数情况下，柔性阵列 成员被忽略。特别是，结构的大小就好像灵活的数组成员是 省略，除了它可能有比省略所暗示的更多的尾随填充。

由此我们了解到，灵活数组成员是不完整的数组类型。然而，我们不知道在什么情况下灵活数组成员被忽略，除了在计算结构的大小时。 “在大多数情况下”没有帮助并且是缺陷 - 这需要扩展为一个详尽的列表，包括作为初始化列表的一部分的灵活数组成员的行为。否则，人们可能会认为它的行为与任何其他不完整类型的数组一样。

C17 6.2.5/22：

未知大小的数组类型是不完整类型。

然后初始化规则说，C17 6.7.9：

要初始化的实体的类型应该是一个未知大小的数组或者一个完整的对象类型，不是变长数组类型。

到目前为止，还没有规范文本说我们不允许为灵活的数组成员提供初始化程序 - 相反。问题中的示例（C17 6.7.2.1 示例 21）不是规范的，因为示例在 ISO 标准中不是规范的。该示例没有提及违反了哪个约束，也没有提及它说必须忽略灵活数组成员的位置。

我想我可能会就此提交一份 DR。

Answer 2

我不明白“因为struct s被视为不包含成员d”的解释。

C 标准还说“在大多数情况下，灵活的数组成员会被忽略。”不清楚您为什么不理解什么这是什么意思。如果struct s 被声明为struct s { int n; double d[]; };，那么在大多数情况下，C 实现的行为就好像它被声明为struct s { int n; };。因此，struct s t2 = { 1, { 4.2 }}; 失败了，因为 4.2 是一个实际上不存在的东西的初始化器。

问为什么会出现这种情况是明智的。在大多数情况下，我希望编译器可以支持一个定义，其中数组初始值设定项被计算并用于设置结构大小。当然，编译器使用数组定义来做到这一点，例如 s int a[] = { 3, 4, 5};。但是，这不是灵活数组成员的典型用例。通常，程序接收有关它需要使用结构管理多少元素的信息，为结构分配空间，其中包含用于这些元素的空间，然后将结构放入分配的空间中。也就是说，具有灵活数组成员的结构的典型用例是动态分配空间。我希望 C 委员会认为几乎不需要要求编译器支持静态或自动对象中的灵活数组成员，而不是动态对象。

Answer 3

您在引用的示例中省略了一些重要的语言 - 这是全文：

20 例2 声明后：

struct s { int n; double d[]; };

struct s 结构有一个灵活的数组成员 d。 典型的使用方法是：

int m = /* some value */;
struct s *p = malloc(sizeof (struct s) + sizeof (double [m]));

并假设对malloc 的调用成功，p 指向的对象在大多数情况下表现得好像 p 已声明为：

struct { int n; double d[m]; } *p;

（在某些情况下，这种等价性被破坏；特别是成员 d 的偏移量可能 不一样）。

IOW，只有当您动态分配 struct 实例并为数组成员分配额外空间时，灵活的数组成员才能真正发挥作用。

灵活的数组成员没有大小，因此它不会影响 struct 类型的大小 - 也就是说，sizeof (struct s) 的结果评估为类型的大小没有 数组。

Answer 4

IMO 这是因为当结构声明为extern 时，无法在另一个编译单元中确定以这种方式初始化的结构的sizeof。