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C語言課程的Struct Hack筆記

　　最近在搞Compiler的CodeGenerator實(shí)驗(yàn)，有一部分需要把Java程序翻譯成C程序，比如:

C語言課程的Struct Hack筆記

　　復(fù)制代碼代碼如下:

　　int [] array;

　　array = new int[10];

　　System.out.println(array.length); //10

　　這段代碼翻譯成C很自然的想法是：

　　復(fù)制代碼代碼如下:

　　int * array; // int array[] not support in C

　　array = (int*)malloc(sizof(int)*10);

　　printf("%dn",sizof(array)/sizeof(int)); // 1

　　但很可惜這樣是錯(cuò)誤的，因?yàn)閙alloc操作在堆上分配空間，不一定是連續(xù)的，sizof(array)得到的是指針本身所占的單元，和sizeof(int)相等，無法通過sizof求得數(shù)組長度。它和下面還不一樣：

　　復(fù)制代碼代碼如下:

　　int array[10];

　　printf("%dn",sizof(array)/sizeof(int)); // 10

　　這里array是數(shù)組，是指向整個(gè)連續(xù)存儲(chǔ)空間的常量，所以sizeof對(duì)其操作求得的是整個(gè)區(qū)域的長度。但是當(dāng)數(shù)組名作為函數(shù)的參數(shù)傳遞時(shí)，數(shù)組就退化為指針，又回到了剛才問題。

　　我們應(yīng)該怎么做？

　　在 StackOverflow 搜了一下，發(fā)現(xiàn)ANSI C根本沒有直接辦法通過指向內(nèi)存的指針求得分配長度。但Windows下提供了計(jì)算指針指向的內(nèi)存大小的方法[malloc.h]：

　　_msize : returns the size (in bytes) as an unsigned integer.

　　復(fù)制代碼代碼如下:

　　size_t _msize(

　　void *memblock

　　);

　　但由于操作系統(tǒng)策略的原因，實(shí)際分配到的大小可能會(huì)比指定的大一些.

　　在Linux下，指針往前偏移一個(gè)整形大小的單元也會(huì)記錄實(shí)際分配的大小，我們來窺探一下那個(gè)單元的內(nèi)容：

　　復(fù)制代碼代碼如下:

　　//test.c

　　int main(){

　　int * p;

　　int i;

　　int size;

　　for (i=1;i<11;i++)

　　printf("%d ",i);

　　printf("n");

　　for (i=0;i<10;i++){

　　p = (int*)malloc(sizeof(int)*i);

　　size = *(int*)((char*)p-sizeof(int));

　　printf("size:%d ",size);

　　free(p);

　　}

　　printf("n");

　　}

　　$gcc test.c

　　$./a.out

　　1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

　　17 17 17 17 25 25 33 33 41 41

　　看來Linux的分配策略不能使得內(nèi)存大小和元素個(gè)數(shù)一一對(duì)應(yīng)，此法不可用。后來發(fā)現(xiàn)在Linux下原來也有類似_msize的函數(shù)[malloc.h]：

　　復(fù)制代碼代碼如下:

　　int * array;

　　int size;

　　array = (int*)malloc(sizof(50);

　　size = malloc_usable_size(array);

　　printf("%dn",size);//50

　　但是malloc.h不屬于標(biāo)準(zhǔn)C，我們還要繼續(xù)尋找通用之法。經(jīng)過大量查閱，終于發(fā)現(xiàn)了一種code trick,稱作struct-hack. 前面提到過，在C語言中，int a[]是違法的，但是把它作為struct的最后一個(gè)成員卻是可以的：

　　復(fù)制代碼代碼如下:

　　typedef struct array{

　　int size;

　　int free;

　　int buf[];

　　}array,*Tiger_array;

　　這是在C語言的后期加入的特性，目的就是為了實(shí)現(xiàn)flexible array，這樣每次給數(shù)組分配空間時(shí)，需要同步記錄size大小。而求size的時(shí)候，直接取出來即可：

　　復(fù)制代碼代碼如下:

　　Tiger_array ta;

　　ta = (int*)malloc(sizeof(array)+100);

　　ta->size = 100;

　　ta->free = 0;