跟我学C++中级篇——零长度数组

2024-05-02 22:12

本文主要是介绍跟我学C++中级篇——零长度数组,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一、零长度数组

最初使用零长度数组是在串口通信和网络通信中使用的,它类似于下面的代码:

struct Data
{int a;char c;char buf[0];
};

零长度数组又叫柔性数组,这个非常贴切。它早期是GNU的一个扩展,后来在C99中也进行了支持(-pedantic 禁用扩展),不过在C99中使用时,就不用写那个0了。如果在早期的VC或者其它平台上不支持这种零长度数组的,可以考虑使用一些变通的方式。

二、应用场景

零长度数组主要用来对一些不确定长度的通信负载的内容进行接收。在C/C++的编码过程中,有一个小的技巧,即可以把char*指针强转到结构体的指针,这样就可以直接操作结构体。这对于网络或者串口等通信中有着很强的优势(需要处理一下字节对齐)。

那么有人会问为什么不使用指针呢?或者给一个很长的固定数组。首先,给定一个很长的数组,到底多长是很长?如果能确定最多不过一百个,那么用一百个长度来取代零长度数组可能会更好,但可能跨度很大呢,从几个字节长度到几兆字节长度呢?有人可能说,谁会设计这种协议呢?可有的时候儿协议不是自己设计的,用别人的怎么办?那么这时候儿用零长度指针就非常好用。
那为什么不用指针呢?学习过编译相关知识的都知道,指针指向的地址空间,一般情况下是不会和指针当前的地址连续的,以上面的Data结构体为例,如果创建一个对象,使用零长度数组,所有的字节其实是从变量a依次按顺序向下排列的,是线性的。但如果把buf定义成一个指针,那么buf本身这个地址是排在最后的,但对应的指针指向的空间,则指向了另外一个空间地址。表面上创建了一个Data对象,但其是有两块地址空间被分配,这两块地址空间并不连续。不连续意味着什么?意味着上面提到的将char*强转成指定的结构体指针成为了不可能。因为buf得到的地址空间,未必是原来定义的空间,这个在硬件通信中非常明显。
最好的方法就是,直接传输一大段数据,这些数据是连续的存储在一起的,那么通过强转就可直接进行数据操作,可数据长度又是未知的,而普通的数组长度必须是提前指定的,这就是一个矛盾,所以零长度数组的优势就体现出来了。它其实相当于一个占位符,告诉空间分配者,这后面还有一大堆的数据,至于多长,根据实际情况来定。零长度数组等于是取了个巧,既符合了标准中的数组长度必须提前固定,又实现了指针的变长分配。

三、例程

下面看一个模拟的例程:

struct DataWater {int count;float size;char buf[0];
};
char dbuf[1024] = {0};
void testZeroArray(char *data) {DataWater *dw;dw = (DataWater *)data;std::cout << dw->count << std::endl;
}
int main() {testZeroArray(dbuf);return 0;
}

假如testZeroArray函数是一个接收串口通信或者网络通信的协议结构体,而data就是通过接收得来的一个字节流,那么这个函数的代码就可以直接解析出来协议的内容并为程序所用。

四、总结

其实零长度数组是一个技巧,这样的小技巧在C/C++中有很多。它们在一些特定的场景下有着非常好的应用,不过前面的定语一定要记清楚,特定的场景。这也是C/C++让初学者感到难缠的一个重要原因。到处都有一些特殊情况,而特殊情况里可能又套着特殊情况。
这种小技巧的东西,不用刻意学习,用到了,想起来有,查查资料用就可以了。

这篇关于跟我学C++中级篇——零长度数组的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/955246

相关文章

C++11范围for初始化列表auto decltype详解

《C++11范围for初始化列表autodecltype详解》C++11引入auto类型推导、decltype类型推断、统一列表初始化、范围for循环及智能指针,提升代码简洁性、类型安全与资源管理效... 目录C++11新特性1. 自动类型推导auto1.1 基本语法2. decltype3. 列表初始化3

C++11右值引用与Lambda表达式的使用

《C++11右值引用与Lambda表达式的使用》C++11引入右值引用,实现移动语义提升性能,支持资源转移与完美转发;同时引入Lambda表达式,简化匿名函数定义,通过捕获列表和参数列表灵活处理变量... 目录C++11新特性右值引用和移动语义左值 / 右值常见的左值和右值移动语义移动构造函数移动复制运算符

C++中detach的作用、使用场景及注意事项

《C++中detach的作用、使用场景及注意事项》关于C++中的detach,它主要涉及多线程编程中的线程管理,理解detach的作用、使用场景以及注意事项,对于写出高效、安全的多线程程序至关重要,下... 目录一、什么是join()?它的作用是什么?类比一下:二、join()的作用总结三、join()怎么

C++中全局变量和局部变量的区别

《C++中全局变量和局部变量的区别》本文主要介绍了C++中全局变量和局部变量的区别,全局变量和局部变量在作用域和生命周期上有显著的区别,下面就来介绍一下,感兴趣的可以了解一下... 目录一、全局变量定义生命周期存储位置代码示例输出二、局部变量定义生命周期存储位置代码示例输出三、全局变量和局部变量的区别作用域

C++中assign函数的使用

《C++中assign函数的使用》在C++标准模板库中,std::list等容器都提供了assign成员函数,它比操作符更灵活,支持多种初始化方式,下面就来介绍一下assign的用法,具有一定的参考价... 目录​1.assign的基本功能​​语法​2. 具体用法示例​​​(1) 填充n个相同值​​(2)

c++ 类成员变量默认初始值的实现

《c++类成员变量默认初始值的实现》本文主要介绍了c++类成员变量默认初始值,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录C++类成员变量初始化c++类的变量的初始化在C++中,如果使用类成员变量时未给定其初始值,那么它将被

Java中的数组与集合基本用法详解

《Java中的数组与集合基本用法详解》本文介绍了Java数组和集合框架的基础知识,数组部分涵盖了一维、二维及多维数组的声明、初始化、访问与遍历方法,以及Arrays类的常用操作,对Java数组与集合相... 目录一、Java数组基础1.1 数组结构概述1.2 一维数组1.2.1 声明与初始化1.2.2 访问

C++中NULL与nullptr的区别小结

《C++中NULL与nullptr的区别小结》本文介绍了C++编程中NULL与nullptr的区别,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编... 目录C++98空值——NULLC++11空值——nullptr区别对比示例 C++98空值——NUL

C++ Log4cpp跨平台日志库的使用小结

《C++Log4cpp跨平台日志库的使用小结》Log4cpp是c++类库,本文详细介绍了C++日志库log4cpp的使用方法,及设置日志输出格式和优先级,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录一、介绍1. log4cpp的日志方式2.设置日志输出的格式3. 设置日志的输出优先级二、Window

MySQL查询JSON数组字段包含特定字符串的方法

《MySQL查询JSON数组字段包含特定字符串的方法》在MySQL数据库中,当某个字段存储的是JSON数组,需要查询数组中包含特定字符串的记录时传统的LIKE语句无法直接使用,下面小编就为大家介绍两种... 目录问题背景解决方案对比1. 精确匹配方案(推荐)2. 模糊匹配方案参数化查询示例使用场景建议性能优