方括号数组和指针数组有什么区别？

Question

作为非C / C ++专家，我总是将方括号和指针数组视为相等。

即：

char *my_array_star;
char my_array_square[];

但是我注意到在结构/类中使用时它们的行为并不相同：

typedef struct {
   char whatever;
   char *my_array_star;
} my_struct_star;

typedef struct {
   char whatever;
   char my_array_square[];
} my_struct_square;

下面的行显示16， whatever需要1个字节， my_array_pointer需要8个字节。 由于填料，总结构尺寸为16。

printf("my_struct_star: %li\n",sizeof(my_struct_star));

下面的行显示1， whatever需要1个字节， my_array_pointer都不会被考虑在内。

printf("my_struct_square: %li\n",sizeof(my_struct_square));

通过玩耍，我注意到方括号被用作结构中的额外空间

my_struct_square  *i=malloc(2);

i->whatever='A';
i->my_array_square[0]='B';

线吹显示A：

printf("i[0]=%c\n",((char*)i)[0]);

线吹显示B：

printf("i[1]=%c\n",((char*)i)[1]);

所以我不能再说方括号等于指针了。 但我想了解这种行为的原因。 我害怕错过这些语言的关键概念。

Answer 1

数组和指针的行为并不相同，因为它们根本不相同，只是看起来就是这样。

数组是一组连续的项目，而指针是......嗯...指向单个项目的指针。

指向的单个项可能是数组中的第一个，因此您也可以访问其他项，但指针本身既不知道也不关心它。

数组和指针通常看起来相同的原因是，在许多情况下，数组会衰减到指向该数组的第一个元素的指针。

其中一个地方就是函数调用。 将数组传递给函数时，它会衰减为指针。 这就是为什么像数组大小这样的东西不会明确地传递给函数。 我的意思是：

#include <stdio.h>

static void fn (char plugh[]) {
    printf ("size = %d\n", sizeof(plugh)); // will give char* size (4 for me).
}

int main (void) {
    char xyzzy[10];
    printf ("size = %d\n", sizeof(xyzzy)); // will give 10.
    fn (xyzzy);

    return 0;
}

你要发现的另一件事是，虽然你可以plugh++和plugh--内容（只要你不在数组之外取消引用），你就不能用数组xyzzy做到这一点。

在你的两个结构中，有一个主要的区别。 在指针版本中，结构内部有一个固定大小的指针，指向结构外部的项目。

这就是占用空间的原因 - 您的8字节指针与8字节边界对齐，如下所示：

+----------------+
| 1 char variable|
+----------------+
| 7 char padding |
+----------------+
| 8 char pointer |
+----------------+

使用“无界”数组，您可以在结构中使用它，并且可以根据需要调整它 - 您只需在创建变量时分配足够的内存。 默认情况下（即，根据sizeof ），大小为零：

+----------------+
| 1 char variable|
+----------------+
| 0 char array   |
+----------------+

但是您可以分配更多空间，例如：

typedef struct {
   char whatever;
   char my_array_square[];
} my_struct_square;

my_struct_square twisty = malloc (sizeof (my_struct_square) + 10);

给你一个变量twisty ，它有一个whatever字符和一个名为my_array_square的十个字符数组。

这些无界数组只能出现在结构的末尾，并且只能有一个（否则编译器不知道这些可变长度部分的开始和结束位置），并且它们特别允许在结构末端允许任意大小的数组。

Answer 2

my_array_square成员是所谓的“灵活”数组成员。 没有指定大小的此类数组只能出现在结构的末尾，并且它们不会对其大小有所贡献。 目的是根据需要手动分配剩余的空间。 否则，在编译时确定数组的大小。

这种结构的使用模式如下：

my_struct_square *s = malloc(sizeof(my_struct_square) + 5 * sizeof(char));
...
s->my_array_square[4]; // the last element of the array

在所有其他情况下，必须在编译时知道数组的大小。 甚至数组的类型也与它的大小一起，即int a[20]的类型为int[20] ，而不仅仅是int[] 。

另外，理解数组和指针之间的区别至关重要。 @paxdiablo已经很好地介绍了这一点。