在Linux系統(tǒng)里,/usr/include/linux/if_pppox.h里面有這樣一個結(jié)構(gòu):
struct pppoe_tag {
__u16 tag_type;
__u16 tag_len;
char tag_data[0];
} __attribute ((packed));
最后一個成員為可變長的數(shù)組,對于TLV(Type-Length-Value)形式的結(jié)構(gòu),或者其他需要變長度的結(jié)構(gòu)體,用這種方式定義最好。使用起來非常方便,創(chuàng)建時,malloc一段結(jié)構(gòu)體大小加上可變長數(shù)據(jù)長度的空間給它,可變長部分可按數(shù)組的方式訪問,釋放時,直接把整個結(jié)構(gòu)體free掉就可以了。例子如下:
struct pppoe_tag *sample_tag;
__u16 sample_tag_len = 10;
sample_tag = (struct pppoe_tag *)malloc(sizeof(struct pppoe_tag)+sizeof(char)*sample_tag_len);
sample_tag->tag_type = 0xffff;
sample_tag->tag_len = sample_tag_len;
sample_tag->tag_data[0]=....
...
釋放時,
free(sample_tag)
是否可以用 char *tag_data 代替呢?其實它和 char *tag_data 是有很大的區(qū)別,為了說明這個問題,我寫了以下的程序:
例1:test_size.c
10 struct tag1
20 {
30 int a;
40 int b;
50 }__attribute ((packed));
60
70 struct tag2
80 {
90 int a;
100 int b;
110 char *c;
120 }__attribute ((packed));
130
140 struct tag3
150 {
160 int a;
170 int b;
180 char c[0];
190 }__attribute ((packed));
200
210 struct tag4
220 {
230 int a;
240 int b;
250 char c[1];
260 }__attribute ((packed));
270
280 int main()
290 {
300 struct tag2 l_tag2;
310 struct tag3 l_tag3;
320 struct tag4 l_tag4;
330
340 memset(&l_tag2,0,sizeof(struct tag2));
350 memset(&l_tag3,0,sizeof(struct tag3));
360 memset(&l_tag4,0,sizeof(struct tag4));
370
380 printf("size of tag1 = %d\n",sizeof(struct tag1));
390 printf("size of tag2 = %d\n",sizeof(struct tag2));
400 printf("size of tag3 = %d\n",sizeof(struct tag3));
410
420 printf("l_tag2 = %p,&l_tag2.c = %p,l_tag2.c = %p\n",&l_tag2,&l_tag2.c,l_tag2.c);
430 printf("l_tag3 = %p,l_tag3.c = %p\n",&l_tag3,l_tag3.c);
440 printf("l_tag4 = %p,l_tag4.c = %p\n",&l_tag4,l_tag4.c);
450 exit(0);
460 }
__attribute ((packed)) 是為了強制不進行4字節(jié)對齊,這樣比較容易說明問題。
程序的運行結(jié)果如下:
size of tag1 = 8
size of tag2 = 12
size of tag3 = 8
size of tag4 = 9
l_tag2 = 0xbffffad0,&l_tag2.c = 0xbffffad8,l_tag2.c = (nil)
l_tag3 = 0xbffffac8,l_tag3.c = 0xbffffad0
l_tag4 = 0xbffffabc,l_tag4.c = 0xbffffac4
從上面程序和運行結(jié)果可以看出:tag1本身包括兩個32位整數(shù),所以占了8個字節(jié)的空間。tag2包括了兩個32位的整數(shù),外加一個char *的指針,所以占了12個字節(jié)。tag3才是真正看出char c[0]和char*c的區(qū)別,charc[0]中的c并不是指針,是一個偏移量,這個偏移量指向的是a、b后面緊接著的空間,所以它其實并不占用任何空間。tag4更加補充說明了這一點。所以,上面的struct pppoe_tag的最后一個成員如果 用char *tag_data定義,除了會占用多4個字節(jié)的指針變量外,用起來會比較不方便 :
方法一,創(chuàng)建時,可以首先為struct pppoe_tag分配一塊內(nèi)存,再為tag_data分配內(nèi)存,這樣在釋放時,要首先釋放tag_data占用的內(nèi)存,再釋放pppoe_tag占用的內(nèi)存;
方法二,創(chuàng)建時,直接為struct pppoe_tag分配一塊struct pppoe_tag大小加上tag_data的內(nèi)存,從例一的420行可以看出,tag_data的內(nèi)容要進行初始化,要讓tag_data指向strct pppoe_tag后面的內(nèi)存。
struct pppoe_tag {
__u16 tag_type;
__u16 tag_len;
char *tag_data;
} __attribute ((packed));
struct pppoe_tag *sample_tag;
__u16 sample_tag_len = 10;
方法一:
sample_tag = (struct pppoe_tag *)malloc(sizeof(struct pppoe_tag));
sample_tag->tag_len = sample_tag_len;
sample_tag->tag_data = malloc(sizeof(char)*sample_tag_len);
sample_tag->tag_data[0]=...
釋放時:
free(sample_tag->tag_data);
free(sample_tag);
方法二:
sample_tag = (struct pppoe_tag *)malloc(sizeof(struct pppoe_tag)+sizeof(char)*sample_tag_len);
sample_tag->tag_len = sample_tag_len;
sample_tag->tag_data = ((char *)sample_tag)+sizeof(struct pppoe_tag);
sample_tag->tag_data[0]=...
釋放時:
free(sample_tag);
所以無論使用那種方法,都沒有char tag_data[0]這樣的定義來得方便。
講了這么多,其實本質(zhì)上涉及到的是一個C語言里面的數(shù)組和指針的區(qū)別問題。char a[1]里面的a和char *b的b相同嗎?《 ProgrammingAbstractions in C》(Roberts, E. S.,機械工業(yè)出版社,2004.6)82頁里面說:“arr is definedto be identical to &arr[0]”。也就是說,chara[1]里面的a實際是一個常量,等于&a[0]。而char *b是有一個實實在在的指針變量b存在。 所以,a=b是不允許的,而b=a是允許的。 兩種變量都支持下標(biāo)式的訪問,那么對于a[0]和b[0]本質(zhì)上是否有區(qū)別?我們可以通過一個例子來說明。
例二:
10 #include <stdio.h>
20 #include <stdlib.h>
30
40 int main()
50 {
60 char a[10];
70 char *b;
80
90 a[2]=0xfe;
100 b[2]=0xfe;
110 exit(0);
120 }
編譯后,用objdump可以看到它的匯編:
080483f0 <main>:
80483f0: 55 push %ebp
80483f1: 89 e5 mov %esp,%ebp
80483f3: 83 ec 18 sub $0x18,%esp
80483f6: c6 45 f6 fe movb $0xfe,0xfffffff6(%ebp)
80483fa: 8b 45 f0 mov 0xfffffff0(%ebp),%eax
80483fd: 83 c0 02 add $0x2,%eax
8048400: c6 00 fe movb $0xfe,(%eax)
8048403: 83 c4 f4 add $0xfffffff4,%esp
8048406: 6a 00 push $0x0
8048408: e8 f3 fe ff ff call 8048300 <_init+0x68>
804840d: 83 c4 10 add $0x10,%esp
8048410: c9 leave
8048411: c3 ret
8048412: 8d b4 26 00 00 00 00 lea 0x0(%esi,1),%esi
8048419: 8d bc 27 00 00 00 00 lea 0x0(%edi,1),%edi
可以看出,a[2]=0xfe是直接尋址,直接將0xfe寫入&a[0]+2的地址,而b[2]=0xfe是間接尋址,先將b的內(nèi)容(地址)拿出來,加2,再0xfe寫入計算出來的地址。所以a[0]和b[0]本質(zhì)上是不同的。
但當(dāng)數(shù)組作為參數(shù)時,和指針就沒有區(qū)別了。
int do1(char a[],int len);
int do2(char *a,int len);
這兩個函數(shù)中的a并無任何區(qū)別。都是實實在在存在的指針變量。
順便再說一下,對于struct pppoe_tag的最后一個成員的定義是char tag_data[0],某些編譯器不支持長度為0的數(shù)組的定義,在這種情況下,只能將它定義成char tag_data[1],使用方法相同。
總結(jié):通過上面的轉(zhuǎn)載的文章,可以清晰的發(fā)現(xiàn),這種方法的優(yōu)勢其實就是為了簡化內(nèi)存的管理,我們假設(shè)在理想的內(nèi)存狀態(tài)下,那么分配的內(nèi)存空間,可以是按序下來的(當(dāng)然,實際因為內(nèi)存碎片等的原因會不同的)我們可以利用最后一個數(shù)組的指針直接無間隔的跳到分配的數(shù)組緩沖區(qū),這在LINUX下非常常見,在WINDOWS下的我只是在MFC里見過類似的,別的情況下記不清楚了,只記得MFC里的是這么講的,可以用分配的結(jié)構(gòu)體的指針直接+1.