C语言的Struct Hack笔记

所属分类: 软件编程 / C 语言 阅读数: 112
收藏 0 赞 0 分享

最近在搞Compiler的CodeGenerator实验,有一部分需要把Java程序翻译成C程序,比如:

复制代码 代码如下:

int [] array;
array = new int[10];
System.out.println(array.length); //10

这段代码翻译成C很自然的想法是:
复制代码 代码如下:

int * array; // int array[] not support in C
array = (int*)malloc(sizof(int)*10);
printf("%d\n",sizof(array)/sizeof(int)); // 1

但很可惜这样是错误的,因为malloc操作在堆上分配空间,不一定是连续的,sizof(array)得到的是指针本身所占的单元,和sizeof(int)相等,无法通过sizof求得数组长度。它和下面还不一样:
复制代码 代码如下:

int array[10];
printf("%d\n",sizof(array)/sizeof(int)); // 10

这里array是数组,是指向整个连续存储空间的常量,所以sizeof对其操作求得的是整个区域的长度。但是当数组名作为函数的参数传递时,数组就退化为指针,又回到了刚才问题。

我们应该怎么做?

在 StackOverflow 搜了一下,发现ANSI C根本没有直接办法通过指向内存的指针求得分配长度。但Windows下提供了计算指针指向的内存大小的方法[malloc.h]:

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

复制代码 代码如下:

size_t _msize(
void *memblock
);


但由于操作系统策略的原因,实际分配到的大小可能会比指定的大一些.

在Linux下,指针往前偏移一个整形大小的单元也会记录实际分配的大小,我们来窥探一下那个单元的内容:

复制代码 代码如下:

//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


看来Linux的分配策略不能使得内存大小和元素个数一一对应,此法不可用。 后来发现在Linux下原来也有类似_msize的函数[malloc.h]:

复制代码 代码如下:

int * array;
int size;
array = (int*)malloc(sizof(50);
size = malloc_usable_size(array);
printf("%d\n",size);//50

但是malloc.h不属于标准C,我们还要继续寻找通用之法。经过大量查阅,终于发现了一种code trick,称作struct-hack. 前面提到过,在C语言中,int a[]是违法的,但是把它作为struct的最后一个成员却是可以的:

复制代码 代码如下:

typedef struct array{
 int size;
 int free;
 int buf[];
 }array,*Tiger_array;


这是在C语言的后期加入的特性,目的就是为了实现flexible array, 这样每次给数组分配空间时,需要同步记录size大小。而求size的时候,直接取出来即可:

复制代码 代码如下:

 Tiger_array ta;
ta = (int*)malloc(sizeof(array)+100);
ta->size = 100;
ta->free = 0;

需要注意一点,这时分配的大小应该是sizeof(struct)加上需求的数组大小。

这个问题就说到这里。

更多精彩内容其他人还在看

用标准c++实现string与各种类型之间的转换

这个类在头文件中定义, < sstream>库定义了三种类:istringstream、ostringstream和stringstream,分别用来进行流的输入、输出和输入输出操作。另外,每个类都有一个对应的宽字符集版本
收藏 0 赞 0 分享

C++如何通过ostringstream实现任意类型转string

再使用整型转string的时候感觉有点棘手,因为itoa不是标准C里面的,而且即便是有itoa,其他类型转string不是很方便。后来去网上找了一下,发现有一个好方法
收藏 0 赞 0 分享

C/C++指针小结

要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容:指针的类型,指针所指向的类型,指针的值或者叫指针所指向的内存区,还有指针本身所占据的内存区
收藏 0 赞 0 分享

C++ 类的静态成员深入解析

在C++中类的静态成员变量和静态成员函数是个容易出错的地方,本文先通过几个例子来总结静态成员变量和成员函数使用规则,再给出一个实例来加深印象
收藏 0 赞 0 分享

C++类的静态成员初始化详细讲解

通常静态数据成员在类声明中声明,在包含类方法的文件中初始化.初始化时使用作用域操作符来指出静态成员所属的类.但如果静态成员是整型或是枚举型const,则可以在类声明中初始化
收藏 0 赞 0 分享

C++类静态成员与类静态成员函数详解

静态成员不可在类体内进行赋值,因为它是被所有该类的对象所共享的。你在一个对象里给它赋值,其他对象里的该成员也会发生变化。为了避免混乱,所以不可在类体内进行赋值
收藏 0 赞 0 分享

C++中的friend友元函数详细解析

友元可以是一个函数,该函数被称为友元函数;友元也可以是一个类,该类被称为友元类。友元函数的特点是能够访问类中的私有成员的非成员函数。友元函数从语法上看,它与普通函数一样,即在定义上和调用上与普通函数一样
收藏 0 赞 0 分享

static全局变量与普通的全局变量的区别详细解析

以下是对static全局变量与普通的全局变量的区别进行了详细的分析介绍,需要的朋友可以过来参考下,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享

C++ explicit关键字的应用方法详细讲解

C++ explicit关键字用来修饰类的构造函数,表明该构造函数是显式的,既然有"显式"那么必然就有"隐式",那么什么是显示而什么又是隐式的呢?下面就让我们一起来看看这方面的知识吧
收藏 0 赞 0 分享

教你5分钟轻松搞定内存字节对齐

随便google一下,人家就可以跟你解释的,一大堆的道理,我们没怎么多时间,讨论为何要对齐.直入主题,怎么判断内存对齐规则,sizeof的结果怎么来的,请牢记以下3条原则
收藏 0 赞 0 分享
查看更多