C語言課程的Struct Hack筆記
最近在搞Compiler的CodeGenerator實驗，有一部分需要把Java程序翻譯成C程序，比如:
復制代碼 代碼如下:
int [] array;
array = new int[10];
System.out.println(array.length); /pic/p>
這段代碼翻譯成C很自然的想法是：
復制代碼 代碼如下:
int * array; /pic/p>
array = (int*)malloc(sizof(int)*10);
printf("%dn",sizof(array)/sizeof(int)); /pic/p>
但很可惜這樣是錯誤的，因為malloc操作在堆上分配空間，不一定是連續的，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求得數組長度。它和下面還不一樣：
復制代碼 代碼如下:
int array[10];
printf("%dn",sizof(array)/sizeof(int)); /pic/p>
這里array是數組，是指向整個連續存儲空間的常量，所以sizeof對其操作求得的是整個區域的長度。但是當數組名作為函數的參數傳遞時，數組就退化為指針，又回到了剛才問題。
我們應該怎么做？
在 StackOverflow 搜了一下，發現ANSI C根本沒有直接辦法通過指向內存的指針求得分配長度。但Windows下提供了計算指針指向的內存大小的方法[malloc.h]：
_msize : returns the size (in bytes) as an unsigned integer.
復制代碼 代碼如下:
size_t _msize(
void *memblock
);
但由于操作系統策略的原因，實際分配到的大小可能會比指定的大一些.
在Linux下，指針往前偏移一個整形大小的單元也會記錄實際分配的大小，我們來窺探一下那個單元的內容：
復制代碼 代碼如下:
/pic/p>
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存大小和元素個數一一對應，此法不可用。 后來發現在Linux下原來也有類似_msize的函數[malloc.h]：
復制代碼 代碼如下:
int * array;
int size;
array = (int*)malloc(sizof(50);
size = malloc_usable_size(array);
printf("%dn",size);/pic/p>
但是malloc.h不屬于標準C，我們還要繼續尋找通用之法。經過大量查閱，終于發現了一種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的最后一個成員卻是可以的：
復制代碼 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，目的就是為了實現flexible array， 這樣每次給數組分配空間時，需要同步記錄size大小。而求size的時候，直接取出來即可：
復制代碼 代碼如下:
Tiger_array ta;
ta = (int*)malloc(sizeof(array)+100);
ta->size = 100;
ta->free = 0;
需要注意一點，這時分配的大小應該是sizeof(struct)加上需求的數組大小。
這個問題就說到這里。
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