c - 如何分配包含可变长度数组的结构？

Question

CoreAudio 框架使用如下声明的结构:

struct AudioBufferList
{
    UInt32      mNumberBuffers;
    AudioBuffer mBuffers[1]; // this is a variable length array of mNumberBuffers elements
};
typedef struct AudioBufferList  AudioBufferList;

据我所知，这基本上是 AudioBuffer 结构的可变长度集合。 malloc 这种结构的“正确”方法是什么？

AudioBufferList *list = (AudioBufferList *)malloc(sizeof(AudioBufferList));

这行得通吗？

我在网上看到过各种各样的例子，比如

calloc(1, offsetof(AudioBufferList, mBuffers) +
          (sizeof(AudioBuffer) * numBuffers))

或

malloc(sizeof(AudioBufferList) + sizeof(AudioBuffer) * (numBuffers - 1))

Answer 1

那不是变长数组；这是一个“结构黑客”。标准(自 C99 起)技术使用“灵活的数组成员”，如下所示:

struct AudioBufferList
{
    UInt32      mNumberBuffers;
    AudioBuffer mBuffers[]; // flexible array member
};

FAM 的优势之一是您的问题“无关紧要”；为 mBuffers 数组中的 numBuffer 元素分配空间的正确方法是:

size_t n_bytes = sizeof(struct AudioBufferList) + numBuffer * sizeof(AudioBuffer);
struct AudioBufferList *bp = malloc(nbytes);

为了回答您的问题，实际上 malloc() 和 calloc() 都会为作业分配至少足够的空间，但在任何 C 标准中都没有保证代码会工作。话虽如此，编译器编写者知道该习惯用法已被使用，并且通常不会特意破坏它。

除非空间非常狭窄，否则使用与 FAM 相同的表达式可能是最简单的；在最坏的情况下，您分配的空间比您绝对需要分配的空间多一点。当您升级代码以使用 FAM 时，它将继续工作。 calloc() 版本中使用的表达式也适用于 FAM 成员； malloc() 版本中使用的表达式会突然分配太少的空间。