1、前言
今天在看代码中遇到一个结构中包含char data[0]，第一次见到时感觉很奇怪，数组的长度怎么可以为零呢？于是上网搜索一下这样的用法的目的，发现在linux内核中，结构体中经常用到data[0]。这样设计的目的是让数组长度是可变的，根据需要进行分配。方便操作，节省空间。
2、data[0]结构
经常遇到的结构形状如下：
struct buffer
{
int data_len; //长度
char data[0]; //起始地址
};
在这个结构中，data是一个数组名；但该数组没有元素；该数组的真实地址紧随结构体buffer之后，而这个地址就是结构体后面数据的地址（如果给这个结构体分配的内容大于这个结构体实际大小，后面多余的部分就是这个data的内容）；这种声明方法可以巧妙的实现C语言里的数组扩展。
写个程序对比char data[0]，char *data, char data[]，如下所示：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4 #include <stdint.h>
5
6 typedef struct
7 {
8 int data_len;
9 char data[0];
10 }buff_st_1;
11
12 typedef struct
13 {
14 int data_len;
15 char *data;
16 }buff_st_2;
17
18 typedef struct
19 {
20 int data_len;
21 char data[];
22 }buff_st_3;
23
24 int main()
25 {
26 printf("sizeof(buff_st_1)=%u
", sizeof(buff_st_1));
27 printf("sizeof(buff_st_2)=%u
", sizeof(buff_st_2));
28 printf("sizeof(buff_st_3)=%u
", sizeof(buff_st_3));
29
30 buff_st_1 buff1;
31 buff_st_2 buff2;
32 buff_st_3 buff3;
33
34 printf("buff1 address:%p,buff1.data_len address:%p,buff1.data address:%p
",
35 &buff1, &(buff1.data_len), buff1.data);
36
37 printf("buff2 address:%p,buff2.data_len address:%p,buff2.data address:%p
",
38 &buff2, &(buff2.data_len), buff2.data);
39
40 printf("buff3 address:%p,buff3.data_len address:%p,buff3.data address:%p
",
41 &buff3, &(buff3.data_len), buff3.data);
42
43 return 0;
44 }
从结果可以看出data[0]和data[]不占用空间，且地址紧跟在结构后面，而char *data作为指针，占用4个字节，地址不在结构之后。
3、实际当中的用法
在实际程序中，数据的长度很多是未知的，这样通过变长的数组可以方便的节省空间。对指针操作，方便数据类型的转换。测试程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4 #include <stdint.h>
5
6 typedef struct
7 {
8 int data_len;
9 char data[0];
10 }buff_st_1;
11
12 typedef struct
13 {
14 int data_len;
15 char *data;
16 }buff_st_2;
17
18 typedef struct
19 {
20 int data_len;
21 char data[];
22 }buff_st_3;
23
24 typedef struct
25 {
26 uint32_t id;
27 uint32_t age;
28 }student_st;
29
30
31 void print_stu(const student_st *stu)
32 {
33 printf("id:%u,age:%u
", stu->id, stu->age);
34 }
35
36 int main()
37 {
38 student_st *stu = (student_st *)malloc(sizeof(student_st));
39 stu->id = 100;
40 stu->age = 23;
41
42 student_st *tmp = NULL;
43
44 buff_st_1 *buff1 = (buff_st_1 *)malloc(sizeof(buff_st_1) + sizeof(student_st));
45 buff1->data_len = sizeof(student_st);
46 memcpy(buff1->data, stu, buff1->data_len);
47 printf("buff1 address:%p,buff1->data_len address:%p,buff1->data address:%p
",
48 buff1, &(buff1->data_len), buff1->data);
49
50 tmp = (student_st*)buff1->data;
51 print_stu(tmp);
52
53 buff_st_2 *buff2 = (buff_st_2 *)malloc(sizeof(buff_st_2));
54 buff2->data_len = sizeof(student_st);
55 buff2->data = (char *)malloc(buff2->data_len);
56 memcpy(buff2->data, stu, buff2->data_len);
57 printf("buff2 address:%p,buff2->data_len address:%p,buff2->data address:%p
",
58 buff2, &(buff2->data_len), buff2->data);
59
60 tmp = (student_st *)buff2->data;
61 print_stu(tmp);
62
63 buff_st_3 *buff3 = (buff_st_3 *)malloc(sizeof(buff_st_3) + sizeof(student_st));
64 buff3->data_len = sizeof(student_st);
65 memcpy(buff3->data, stu, buff3->data_len);
66 printf("buff3 address:%p,buff3->data_len address:%p,buff3->data address:%p
",
67 buff3, &(buff3->data_len), buff3->data);
68
69 tmp = (student_st*)buff1->data;
70 print_stu(tmp);
71
72 free(buff1);
73
74 free(buff2->data);
75 free(buff2);
76
77 free(buff3);
78 free(stu);
79 return 0;
80 }
程序执行结果如下：
采用char *data，需要进行二次分配，操作比较麻烦，很容易造成内存泄漏。而直接采用变长的数组，只需要分配一次，然后进行取值即可以。
参考资料：