c - 灵活的数组成员真的有必要吗？

Question

显然，具有灵活数组成员的结构不打算声明，而是与指向该结构的指针一起使用。声明灵活数组成员时，必须至少有一个其他成员，并且灵活数组成员必须是该结构中的最后一个成员。

假设我有一个看起来像这样的:

struct example{
    int n;
    int flm[]; 
}

然后要使用它，我必须声明一个指针并使用 malloc 为结构的内容保留内存。

struct example *ptr = malloc(sizeof(struct example) + 5*sizeof(int)); 

也就是说，如果我希望我的 flm[] 数组包含五个整数。然后，我可以使用我的结构像这样:

ptr->flm[0] = 1; 

我的问题是，我不应该只使用指针而不是这个吗？它不仅与 C99 之前的版本兼容，而且我可以在有或没有指向该结构的指针的情况下使用它。考虑到我已经必须将 malloc 与 flm 一起使用，难道我不能这样做吗？

考虑示例结构的这个新定义；

struct example{
    int n; 
    int *notflm; 
}

struct example test = {4, malloc(sizeof(int) * 5)}; 

我什至可以像灵活数组成员一样使用替换:

这也行吗？ (上面提供了用notflm定义的例子)

struct example test; 
test.n = 4; 
notflm = malloc(sizeof(int) * 5); 

Answer 1

指针不是数组。选择使用哪个的基本原因与数组与指针的选择相同。在灵活数组成员的特殊情况下，以下是您可能更喜欢它们而不是指针的一些原因:

• 减少存储要求。指针会将您的结构扩大(通常)4 或 8 个字节，如果您单独分配指向的存储而不是单独调用 malloc，您将花费更多的开销。

• 提高访问效率。灵活的数组成员位于与结构基址的恒定偏移处。指针需要单独的取消引用。这会影响访问它所需的指令数量和注册压力。

• 分配成功/失败的原子性。如果您分配结构并为其分配存储以作为两个单独的步骤指向，那么您在失败情况下进行清理的代码将更加丑陋，因为您遇到了一个成功而另一个失败的情况。这可以通过一些指针算法从同一个 malloc 请求中分离出来来避免，但是由于对齐问题很容易导致逻辑错误并调用 UB。

• 避免深拷贝的需要。如果您使用灵活数组而不是指针，则可以简单地使用 memcpy(不分配，因为分配不知道灵活数组长度)来复制结构，而不必也复制指向的数据并修复指针在新副本中。

• 避免深度自由的需要。能够free 单个对象而不是必须free 指向的数据是非常方便和干净的。当然，这也可以通过上面提到的“分割单个 malloc”方法来实现，但是灵活的数组使它更容易且更不容易出错。

• 当然还有更多原因......