6.18 Массивы нулевой длины ¶

Объявление массивов нулевой длины разрешено в GNU C в качестве расширения. Массивы нулевой длины могут быть полезны в качестве последнего элемента структуры, которая фактически является заголовком для объекта переменной длины:

struct line {
  int length;
  char contents[0];
};

struct line *thisline = (struct line *)
  malloc (sizeof (struct line) + this_length);
thisline->length = this_length;

Хотя размер массива нулевой длины равен нулю, член массива такого типа может увеличить размер содержащего типа в результате хвостового заполнения. Смещение члена массива нулевой длины от начала содержащей структуры совпадает со смещением массива с одним или несколькими элементами того же типа. Выравнивание массива нулевой длины совпадает с выравниванием его элементов.

Объявление массивов нулевой длины в других контекстах, включая внутренние члены объектов структуры или объекты, не являющиеся членами, не рекомендуется. Доступ к элементам массивов нулевой длины, объявленных в таких контекстах, не определён и может быть диагностирован.

В отсутствие расширения массивов нулевой длины в ISO C90 массив contents в приведённом выше примере обычно объявляется с одним элементом. В отличие от массива нулевой длины, который вносит вклад только в размер содержащей структуры для целей выравнивания, массив с одним элементом всегда занимает как минимум столько же места, сколько один объект указанного типа. Хотя использование массивов с одним элементом таким образом не рекомендуется, GCC обрабатывает доступ к членам массива с одним элементом, находящимся в конце, аналогично массивам нулевой длины.

Предпочтительный механизм для объявления типов переменной длины, таких как struct line выше, — это гибкий член массива ISO C99, с немного отличающейся синтаксисом и семантикой:

• Гибкие члены массива записываются как contents[] без 0.
• Гибкие члены массива имеют неполный тип, поэтому оператор sizeof не может быть применён. Как особенность исходной реализации массивов нулевой длины, sizeof оценивается как ноль.
• Гибкие члены массива могут появляться только в качестве последнего члена struct, который в противном случае не пуст.
• Структура, содержащая гибкий член массива, или объединение, содержащее такую структуру (возможно, рекурсивно), не может быть членом структуры или элементом массива. (Однако эти использования разрешены GCC в качестве расширений.)

Непустое инициализирование массивов нулевой длины обрабатывается как любой случай, когда количество элементов инициализатора больше, чем массив может вместить, в результате чего выдаётся соответствующее предупреждение о «лишних элементах в массиве», и лишние элементы (все из них, в данном случае) игнорируются.

GCC разрешает статическую инициализацию гибких членов массива. Это эквивалентно определению новой структуры, содержащей исходную структуру, за которой следует массив достаточного размера для хранения данных. Например, в следующем f1 строится так, как если бы он был объявлен как f2.

struct f1 {
  int x; int y[];
} f1 = { 1, { 2, 3, 4 } };

struct f2 {
  struct f1 f1; int data[3];
} f2 = { { 1 }, { 2, 3, 4 } };

Удобство этого расширения заключается в том, что f1 имеет нужный тип, исключая необходимость постоянной ссылки на f2.f1.

Это имеет симметрию с обычными статическими массивами, поскольку массив неизвестного размера также записывается с [].

Конечно, это расширение имеет смысл только в том случае, если дополнительные данные находятся в конце объекта верхнего уровня, иначе мы бы перезаписывали данные по последующим смещениям. Чтобы избежать излишней сложности и путаницы с инициализацией глубоко вложенных массивов, мы просто не разрешаем никакую непустую инициализацию, за исключением случая, когда структура является объектом верхнего уровня. Например:

struct foo { int x; int y[]; };
struct bar { struct foo z; };

struct foo a = { 1, { 2, 3, 4 } };        // Valid.
struct bar b = { { 1, { 2, 3, 4 } } };    // Invalid.
struct bar c = { { 1, { } } };            // Valid.
struct foo d[1] = { { 1, { 2, 3, 4 } } };  // Invalid.