C语言数组冷知识

这次分享几个数组的冷门玩法：柔性数组、负数下标和复合字面量。

一、柔性数组：通信数据包神器

struct package
{
    int version;
    int size;
    char data[0];       // 柔性数组（C99 标准写法是 char data[]）
};

data[0] 不占任何空间，sizeof(struct package) 只有 8 字节（两个 int）。用法是一次性 malloc 出”结构体 + 数据”的连续内存：

my_package = malloc(sizeof(struct package) + data_len);
my_package->version = 1;
my_package->size = data_len;
for (int i = 0; i < data_len; i++)
    my_package->data[i] = 'a' + i;

这样包头和数据在一块内存里，一次 free 就能释放，序列化网络包时直接整块发送——网络协议和内核代码里到处都是这种写法。

二、数组下标可以是负数

int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = &array[-1];

printf("%d\n", p[1]);       // 输出 array[0]，也就是 1

p[1] 等价于 *(p + 1)，而 p 指向 array[-1] 的位置，所以 p[1] 就是 array[0]。下标本质只是指针偏移，正负都合法——只要别越界访问到没分配的内存。

三、复合字面量玩数组

(int[][1][1][1]){1, 2}      // 临时构造一个数组
(int[]){1}                  // 一维临时数组
(void* []){a}               // 临时指针数组

复合字面量（C99）可以在表达式里直接造数组，配合下标能玩出很多花样，比如 (int* []){a}[0][0] 就是 a[0]。调试指针和数组关系的时候挺好用。

写在最后

柔性数组是这几个里面唯一”正经推荐用于生产”的写法，负下标和复合字面量属于了解即可——知道有这么回事，读别人代码不慌。

完整代码

C语言数组冷知识.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 柔性数组，用于通信数据包处理
struct package
{
    int version;
    int size;
    char data[0];
};
struct package* my_package;

int main()
{
    int data_len = 26;

    // 实际上就占用8个字节(2个int)
    printf("sizeof(struct package) = %I64d\n", sizeof(struct package));
    my_package = malloc(sizeof(struct package) + data_len * sizeof(char));

    my_package->version = 1;
    my_package->size = data_len;
    
    for (int i = 0; i <= data_len; i++)
    {
        my_package->data[i] = (i == data_len ? '\0' : 'a' + i);
    }

    printf("%s\n", my_package->data);

    // 数组引用可以使用-1
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *p = &array[-1];

    printf("%d\n", p[1]);

    // 强转数组类型
    // int a[2] = {123, 234};
    // printf("%p\n", (int[][1][1][1]){1,2}[0][0][0]);
    // printf("%p\n", (int[][1][1][1]){1}[0][0]);
    // printf("%p\n", (int[][1][1][1]){1}[0]);
    // printf("%p\n", (int[][1][1][1]){1});
    // printf("%p\n", (int[]){1});

    // printf("%p\n", a);

    // printf("%p\n", (void* []){a}[0]);
    // printf("%p\n", (void* []){a}[1]);
    // printf("%p\n", (void* []){a}[2]);

    // printf("%d\n", (int* []){a}[0][0]);
    // printf("%d\n", (int* []){a}[0][1] - (int* []){a}[0][0]);
    // printf("%d\n", *(int *)(void* []){a}[0] - ((int* []){a, a}[1])[1]);


    return 0;
}