C语言技巧：变长结构体原来这么简单！

季夏廿五

6天前发布

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你是否遇到过这种情况：想要用C语言存储一段不定长的数据，列如用户名、文件内容或网络数据包，却发现普通结构体无法满足需求？今天就来介绍一个实用技巧——变长结构体。

什么是变长结构体？

简单来说，变长结构体就是一种能够根据需要改变长度的结构体。它由一个固定部分和一个可变部分组成，超级适合存储长度不确定的数据。

最简单的实现方法

在C99标准中，我们可以这样定义：

struct my_data {
    int length;
    char message[];
};

这里的message就是可变长度部分，它不占用结构体本身的大小。

如何使用？

使用起来只需要三个步骤：

计算需要的内存大小
分配内存
使用结构体

// 假设我们要存储"Hello, World!"
int data_length = strlen("Hello, World!") + 1;

// 分配内存：结构体基本大小 + 数据长度
struct my_data *data = malloc(sizeof(struct my_data) + data_length);

// 设置数据
data->length = data_length;
strcpy(data->message, "Hello, World!");

// 使用完后记得释放内存
free(data);

实际应用场景

场景一：存储用户信息

struct user_info {
    int id;
    int name_length;
    char name[];
};

场景二：网络数据传输

struct network_packet {
    int packet_type;
    int data_size;
    unsigned char data[];
};

场景三：文件读写

struct file_content {
    int file_size;
    char content[];
};

为什么这样设计？

这种设计的巧妙之处在于内存连续性。固定部分和可变部分在内存中是连续存储的，这样：

访问速度快：一次内存分配，所有数据都在一起
缓存友善：CPU缓存效率更高
管理简单：只需要一次malloc和free

举个例子：存储不定长字符串

假设我们要编写一个函数来存储任意长度的字符串：

struct string_container {
    int length;
    char text[];
};

struct string_container* create_string(const char* src) {
    int len = strlen(src) + 1;
    struct string_container* result = malloc(sizeof(struct string_container) + len);
    result->length = len;
    strcpy(result->text, src);
    return result;
}

// 使用示例
struct string_container* my_str = create_string("你好，世界！");
printf("长度：%d，内容：%s
", my_str->length, my_str->text);
free(my_str);