C:元素大小不同的数组

如果不喜欢强制转换,则可以始终使用联合(以及一个标志来指示应将联合解释为哪种类型)

#include <stdio.h>

typedef struct {
    int a;
} A;

typedef struct B {
    double b;
} B;

typedef struct C {
    char c[20];
} C;

typedef enum {
    TypeA,
    TypeB,
    TypeC,
} type;

typedef struct {
    type type;
    union { A*a; B*b; C*c; } p;
} TypedPointer ;

void foreach (TypedPointer* list, void (*fn)(TypedPointer))
{
    while (list->p.a) {
        fn(*list);
        ++list;
    }
}

void print_member (TypedPointer ptr)
{
    switch (ptr.type) {
        case TypeA: printf("A (%d)\n", ptr.p.a->a); break;
        case TypeB: printf("B (%f)\n", ptr.p.b->b); break;
        case TypeC: printf("C (%s)\n", ptr.p.c->c); break;
    }
}

int main ()
{
    A a = { .a = 42 };
    B b = { .b = 1.01 };
    C c = { .c = "Hello World!" };

    TypedPointer ptrs[] = {
        { .type = TypeA, .p.a = &a },
        { .type = TypeB, .p.b = &b },
        { .type = TypeC, .p.c = &c }, 
        { .type = 0, .p.a = 0} };

    foreach(ptrs, print_member);

    return 0;
}

不,在C语言中,数组的每个元素都必须是相同的类型(因此大小也相同)。

您可能需要添加另一个抽象层,在这种情况下,您需要用元素所具有的类型来注释元素,例如,您可以使一个结构数组看起来像:

enum ElemType {
  TypeNull,
  TypeFoo,
  TypeBar
];

struct Elem {
 enum ElemType type;
 void *realElem;
};

您必须使用插入的实际类型更新“type”,并在读取数组时对此做出决定,然后在“realeem”成员中存储指向实际元素的指针。

struct Elem arr[42];
...
switch(arr[k].type) {
  case TypeFoo:
     handleFoo(arr[k].realElem);
     break;
  ...
}

不,C数组的大小是常量,必须在编译时知道。但您可以通过使用指针和动态分配来绕过这个问题。

这里的问题不是效率而是类型安全。强制转换没有运行时性能成本,它只是一种与编译器对话的机制,要求它“信任您”,并假设在一系列位后面有某种类型。我们谈论的是安全,因为如果你错了,那么任何事情都可能在运行时发生。

在C(静态语言)中,不可能构造不同类型的数组。您所能做的是构造一个特定结构的数组,但该结构保留指向不同大小对象的指针。例如,让结构保持 char* 指针,在这种情况下,每个对象都持有一个或另一个长度的字符串,因此具有可变大小(以运行时使用的总内存计,而不是以使用的连续空间计)。

如果您希望这些对象中的每一个 表现 与其他方法不同,您可以使用函数指针数组来模拟多态性,然后根据需要向指向任何函数的结构添加函数指针。

强制转换并不是低效的,因为它们只是告诉计算机如何解释内存区域。当编译到程序集时,编译器将创建程序集,根据需要解释内存区域。

为此,我们使用指向实际对象的指针数组。

指针的大小都相同。

它们指向的对象可以是不同的大小。

一个“歧视性联盟”对此很有效。

typedef struct { ... } this_type;
typedef struct { ... } that_type;
typedef struct { 
     int subtype;
     union {
         this_type this;
         that_type that
     }
} discriminated_union;

数组指针指向 discriminated_union 效果很好。