如何在结构中放入大小可变的char数组？

Question

我不了解如何为结构重新分配内存，从而无法在结构中插入更大的char数组。

结构定义：

typedef struct props
{
    char northTexture[1];
    char southTexture[1];
    char eastTexture[1];
    char westTexture[1];
    char floorTexture[1];
    char ceilingTexture[1];
} PROPDATA;

例：

void function SetNorthTexture( PROPDATA* propData, char* northTexture )
{
    if( strlen( northTexture ) != strlen( propData->northTexture ) )
    {
        PROPDATA* propPtr = (PROPDATA*)realloc( propData, sizeof( PROPDATA ) +
            sizeof( northTexture ) );
        if( propPtr != NULL )
        {
            strcpy( propData->northTexture, northTexture );
        } 
    }
    else
    {
        strcpy( propData->northTexture, northTexture );
    }
}

我已经测试过类似的东西，它似乎可以工作，但我只是不知道它是如何工作的。 现在，我希望有人在考虑“只使用char *”，但出于任何原因我都不能。 字符串必须存储在结构本身中。

我的困惑来自于我没有为任何特定目的调整结构大小的事实。 我没有以某种方式表明我希望在该示例中将额外的空间分配给北纹理字符数组。 我想象我分配的额外内存用于实际存储字符串，当我调用strcpy时，它以某种方式意识到没有足够的空间...

关于它是如何工作的（甚至甚至是有缺陷的）任何解释都很好。

Answer 1

这是C还是C ++？ 您发布的代码是C，但是如果它实际上是C ++（如代码所示），则使用std::string 。 如果是C，则有两个选择。

如果（如您所说）必须将字符串存储在结构本身中，则无法调整它们的大小。 C结构根本不允许这样做。 有时会使用“大小为1的数组”的技巧将单个可变长度字段连接到结构的末端，但由于在结构内部每个字段都有固定的偏移量，因此无法在其他任何地方使用。 您能做的最好的事情就是确定最大大小，并将每个大小做成该大小的数组。

否则，将每个字符串存储为char* ，并使用realloc调整大小。

Answer 2

strcpy并不是那么聪明，它也不是很有效。

调用realloc（）会为字符串分配足够的空间-因此它实际上不会崩溃，但是当您将字符串strctpy到propData-> northTexture时，您可能会覆盖propData中位于northTexture之后的任何内容-propData-> southTexture，propData-> westTexture等等

例如，您称为SetNorthTexture(prop, "texture"); 并打印出不同的纹理，那么您可能会发现：

 northTexture is "texture"
 southTexture is "exture"
 eastTexture is "xture" etc (assuming that the arrays are byte aligned). 

假设您不希望静态分配足够大的char数组以容纳最大的字符串，并且如果您绝对必须在结构中包含这些字符串，则可以在结构的末尾一个接一个地存储这些字符串。 显然，您将需要动态地分配结构，使其具有足够的空间来容纳所有字符串及其位置的偏移量。

这非常混乱且效率低下，因为如果添加，删除或更改字符串，则需要重新整理一下内容。

Answer 3

我的困惑来自于我没有为任何特定目的调整结构大小的事实。

在像C这样的低级语言中，结构（或一般类型）与实际内存之间存在某种区别。 分配基本上包括两个步骤：

1. 适当大小的原始内存缓冲区的分配
2. 告诉编译器这部分原始字节应视为结构

重新分配时，您无需更改结构，但可以更改存储在其中的缓冲区，因此可以在结构之外使用额外的空间。

请注意，尽管您的程序不会崩溃，但这是不正确的。 将文本放入northTexture中时，将覆盖其他结构字段。

Answer 4

这个答案不是要促进下面描述的做法，而是要说明一些事情。 在其他答案中，最好不要使用malloc并建议使用std :: string，这是有效的。

我认为您已经碰到了Microsoft例如使用的技巧来增加指针取消引用的代价。 如果是“ 结构中的数组不大小” （请检查链接），则它依赖于该语言的非标准扩展。 您可以使用这样的技巧，即使没有扩展名，也只能用于位于内存末端的struct成员。 通常，结构声明中的最后一个成员也是内存中的最后一个成员，但是请检查此问题以了解更多信息。 为了使技巧起作用，还必须确保编译器不会在结构的末尾添加填充字节。

一般的想法是这样的：假设您有一个结构，该结构的末尾有一个数组，例如

struct MyStruct
{
    int someIntField;
    char someStr[1];
};

在堆上分配时，通常会说这样的话

MyStruct* msp = (MyStruct*)malloc(sizeof(MyStruct));

但是，如果您分配的空间多于结构实际占用的空间，则可以引用在内存中布置的字节，就在结构后面，并且可以“超出范围”访问数组元素。 假设int和char具有一些典型的大小，并且末尾没有填充字节 ，如果您这样编写：

MyStruct* msp = (MyStruct*)malloc(sizeof(MyStruct) + someMoreBytes);

内存布局应如下所示：

|    msp   |   msp+1  |   msp+2  |   msp+3  |   msp+4  |   msp+5  |   msp+6  | ... |
|    <-         someIntField         ->     |someStr[0]|  <-   someMoreBytes  ->   |

在这种情况下，您可以像这样在地址msp+6处引用该字节：

msp->someStr[2];

Answer 5

注意：这没有字符数组示例，但原理相同。 这只是我对您要实现的目标的猜测。

我的意见是，您在某处看到了以下内容 ：

typedef struct tagBITMAPINFO {
  BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
  RGBQUAD          bmiColors[1];
} BITMAPINFO, *PBITMAPINFO;

仅当数组位于结构的末尾（并且只有一个数组）时，您尝试获取的内容才会发生。

例如，当您需要存储16个RGBQUAD结构（结构中的1个和15个额外的）时，分配sizeof(BITMAPINFO)+15*sizeof(GBQUAD) ）。

PBITMAPINFO info = (PBITMAPINFO)malloc(sizeof(BITMAPINFO)+15*sizeof(GBQUAD));

您可以访问所有RGBQUAD结构，就像它们在BITMAPINFO结构中一样：

info->bmiColors[0]
info->bmiColors[1]
...
info->bmiColors[15]

您可以执行类似于在结构末尾声明为char bufStr[1]的数组的操作。

希望能帮助到你。

Answer 6

将结构及其所有字符串保存在一个分配的内存块中的一种方法是这样的：

struct foo {
    ptrdiff_t s1, s2, s3, s4;
    size_t bufsize;
    char buf[1];
} bar;

分配sizeof(struct foo)+total_string_size个字节，并将偏移量存储到s1 ， s2等成员中的每个字符串bar.buf+bar.s1然后是指向第一个字符串bar.buf+bar.s2 a的指针指向第二个字符串的指针，等等。

如果你知道你将不再需要您可以使用指针，而不是补偿realloc的结构。

根本不做这样的事情是有争议的。 好处之一是，当您有大量微型数据对象时（尤其是在线程环境中），它可能有助于解决内存碎片或malloc /空闲开销的问题。 如果您要检查单个malloc失败，它还可以降低错误处理清除的复杂性。 在确保数据局部性方面可能会有缓存优势。 而且有可能（如果使用偏移量而不是指针）将对象存储在磁盘上而无需任何序列化（请记住，文件是特定于计算机/编译器的）。