本文主要講解柔性數組的相關知識點，并穿插一下C/C++程序的內存開辟，涉及到動態內存管理函數，如有不了解的，請參考這一篇文章【C語言】小王帶您輕松實現動態內存管理（簡單易懂）_小王學代碼的博客-博客

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目錄

前言

一、C/C++程序的內存開辟

1.1 初步分析內存

1.2 詳細分析內存管理

二、柔性數組

2.1 柔性數組的特點

2.2 柔性數組的使用

2.3 柔性數組的優勢

總結

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前言

首先，我們知道在程序編譯、運行的過程中，程序中的變量等會再內存中申請空間，這個時候呢，就需要我們來了解一下，C/C++程序的內存開辟是什么情況。

其次，我們都知道數組，知道數組是在編譯的時候，就已經固定了內存空間，元素大小，那么什么又叫做柔性數組呢，是不是我們所想的那樣，可以任意變化數組大小呢？

接下來，讓小王帶領大家一一探討！！！

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一、C/C++程序的內存開辟

我們一定想知道，到底C/C++程序在運行過程會將內存分為幾部分，是如何劃分的？

首先有一個簡易圖，讓我們大致了解一下，變量放在哪，動態管理函數又放在哪？

內存空間可以初步分為：棧區、堆區、靜態區

如圖所示：

1.1 初步分析內存

棧區：主要是局部變量和函數形參在這個地方占用空間

堆區：動態內存管理函數malloc、free、calloc、realloc等等函數申請空間

靜態區：存放全局變量、靜態變量?

有關于堆區的這些函數可以去上一篇函數去看看，靜態區也沒什么好講的，主要是全局變量和靜態變量。

全局變量：在整個程序中所有函數之內都可以使用，可以更改內容，只在程序結束時退出

靜態變量：由static修飾的變量，可以更改內容，在程序結束的時候才會失去對空間的使用權

棧區，由一個常見的小問題，返回棧區空間問題

如圖所示：

1.2 詳細分析內存管理

我們將內存更加細致的分為，內核空間、棧、內存映射段、堆、數據段、代碼段

如圖所示：

C/C++程序內存分配的幾個區域：

1. 棧區（stack）：在執行函數時，函數內局部變量的存儲單元都可以在棧上創建，函數執行結束時這些存儲單元自動被釋放。棧內存分配運算內置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內存容量有限。 棧區主要存放運行函數而分配的局部變量、函數參數、返回數據、返回地址等。
2. 堆區（heap）：一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。分配方式類似于鏈表。
3. 數據段（靜態區）（static）存放全局變量、靜態數據。程序結束后由系統釋放。
4. 代碼段：存放函數體（類成員函數和全局函數）的二進制代碼

有了上圖，我們就可以更加清晰的認知到，由static來靜態修飾局部變量的意義了，相當于改變了生命周期。

實際上普通的局部變量是在棧區分配空間的，棧區的特點是在上面創建的變量出了作用域就銷毀。
但是被static修飾的變量存放在數據段（靜態區），數據段的特點是在上面創建的變量，直到程序結束才銷毀
所以生命周期變長。

二、柔性數組

柔性數組，是C99標準中，結構中的最后一個元素允許是未知大小的數組，這就是柔性數組成員

例如：

typedef struct Node {
	int i;
	int arr[];//這就是柔性數組成員
	//或者是這樣的情況：int arr[0]
	//int arr[0] 中的零并沒有實際意義，并不是說明0個元素，這只是柔性數組的標識
};

2.1 柔性數組的特點

1.結構中的柔性數組成員前面必須至少一個其他成員。? ? ? ??
2.sizeof 返回的這種結構大小不包括柔性數組的內存。
3.包含柔性數組成員的結構用malloc ()函數進行內存的動態分配，并且分配的內存應該大于? 結構的大小，以適應柔性數組的預期大小

圖示解釋：

2.2 柔性數組的使用

實際上柔性數組的使用和其他數組的使用是沒有什么區別的，只是說，柔性數組是一種方式，可以在不知道需要多大的數組元素個數的時候，使用， 這樣在后面可以根據自己所需，申請適當空間大小的數組來使用。所以是柔性的，普通數組是固定死的

代碼演示：

typedef struct Node {
	int i;
	int arr[];//這就是柔性數組成員
	//或者是這樣的情況：int arr[0]
	//int arr[0] 中的零并沒有實際意義，并不是說明0個元素，這只是柔性數組的標識
}Node;
int main()
{
	int sz = sizeof(Node);
	printf("%d\n", sz);//4  只算除了柔性數組的其他成員的內容
	Node* p = (Node*)malloc(sizeof(Node)+10*sizeof(int));
	//創建 p結構體的空間，sizeof(Node）為int i 的空間 10*sizeof(int) 是留給柔性數組的空間
	for (int i = 0; i< 10; i++) {
		p->arr[i] = i + 1;
	}
	for (int i = 0; i< 10; i++) {
		printf("%d ", p->arr[i]);
	}
	free(p);
	return 0;
}

根據自己所需，我們設計了10個int類型元素的數組arr

2.3 柔性數組的優勢

我們現在可能反應回來了，可能有人在問，這個柔性數組，我們也可以這樣搞呀！

代碼演示：

struct S {
	int n;
	int* arr;
};
int main()
{
	//先申請結構體的空間
	struct S* s = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
	//賦值
	s->n = 10;
	//再申請int*的空間
	s->arr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	//這樣申請到了10個整型大小的空間
	for (int i = -0; i< 10; i++) {
		s->arr[i] = i + 1;
	}
	for (int i = 0; i< 10; i++) {
		printf("%d ", s->arr[i]);
	}
	free(s->arr);//先取消s.arr的空間并置為NULL，如果先s置為NULL，再滯空arr 的時候會警告
	s->arr = NULL;
	free(s);//要注意先后順序，先內部的arr free滯空，再s free滯空
	s = NULL;
	return 0;//防止錯誤吧，邏輯問題
}

我們能看到，這樣的代碼也能實現柔性數組那樣的功能啊，確實是可以實現的，但是我們來分析一下，使用柔性數組有什么優勢呢？

第一：方便內存釋放

如果我們的代碼是在一個給別人用的函數中，你在里面做了二次內存分配，并把整個結構體返回給用戶。用戶調用free可以釋放結構體，但是用戶并不知道這個結構體內的成員也需要free，所以你不能指望用戶來發現這個事。所以，如果我們把結構體的內存以及其成員要的內存一次性分配好了，并返回給用戶一個結構體指針，用戶做一次free就可以把所有的內存也給釋放掉。

第二：這樣有益于訪問速度

連續的內存有益于提高訪問速度，也有益于減少內存碎片。（其實，我個人覺得也沒多高了，反正你跑不了要用做偏移量的加法來尋址）

就是說使用柔性數組，只需要malloc一次、free一次、且空間是連續的

非柔性數組，需要malloc兩次、free一次、且空間不是連續的

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總結

這里我們就知道了，C/C++程序的內存分配是什么情況，簡易的內存分配可以怎么描述？更加細致的分配，我也在本文中講解了，最后是對于柔性數組的分析和使用，可能有些小伙伴覺得，哎，好像這個柔性數組沒有什么太大的用處啊，我可以用別的方法實現呀（有講），實際上這是C語言給我們提供的一種解決問題的思路或者是方式，不需要深究，我們知道，會用即可！！！

那么本文就到此結束了，下一篇文章，我們來講述一下，文件操作是如何使用的，相關函數又是如何，可以對通訊錄做升級處理啦！！！

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新聞標題：【C語言】柔性的數組是什么？C/C++程序的內存開辟又是？-創新互聯
標題來源：http://vcdvsql.cn/article8/phsip.html

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