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C语言的Struct Hack笔记

  • 时间:2022-01-08 15:51 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:C语言的Struct Hack笔记
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:
[u]复制代码[/u] 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:
[u]复制代码[/u] 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:
[u]复制代码[/u] 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.
[u]复制代码[/u] 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:
[u]复制代码[/u] 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]:
[u]复制代码[/u] 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:
[u]复制代码[/u] 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:
[u]复制代码[/u] 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。
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