C语言malloc申请的连续内存为何可以直接用数组下标进行偏移？偏移量是怎么被确定的？

Question

问题来源

是我本人在使用C语言完成顺序线性表时一个比较疑惑的问题，可能题目描述的不是很清楚，下面我将详细的描述我的问题

问题描述

首先我定义了一个.h文件来定义我的顺序表结构

// 假定该顺序表数据元素类型为Int,实际上可以是任何数据类型
typedef int Element;
// 定义顺序表结构体
typedef struct{
    Element *head;
    int length; // 顺序表当前已使用的长度
    int size;     // 顺序表的最大长度(maxsize)
}sequence_list;

在调用该.h文件后，我编写了一个函数用于初始化顺序表

void InitList(sequence_list *sequenceList,int size){
    // init the sequence_list
    sequenceList->size = size;
    sequenceList->length = 0;
    sequenceList->head = (Element*)malloc(sizeof(Element) *sequenceList->size);
}

这里我使用malloc申请了动态内存，所以基本上来说，就是我申请出了一块连续内存
内存首地址为head，长度为size * 长度数据元素长度，取到每一个对应的值完全依赖首地址内存+偏移量

这个时候问题来了，我使用数组下标就可以像int数组一样，直接偏移到想要的位置

void PrintList(sequence_list *sequenceList){
    // print all element
    for (int i = 0;i < sequenceList->length;i++){
        printf("%d \t",sequenceList->head[i]);
    }
    printf("\n");
}

我很好奇这个数组下标是如何判断出应该偏移多少位的，正常int数组在声明时声明了类型，因此编译器知道需要偏移的大小是多少，那么这样malloc申请的连续地址，这个数组下标又是怎么知道单个数据元素需要的内存大小是多少？这是怎么确定偏移量的？

Answer 1

关键的就是这一步：

sequenceList->head = (Element*)malloc(sizeof(Element) *sequenceList->size);

这里， 确定了申请的内存大小，也确定了后续使用内存的基本规则。
sizeof(Element) *sequenceList->size 这里确定了内存申请的量，首先，通过sizeof(Element) 获取了单个Element的大小，再乘以需要的数量（由sequenceList->size确定），就是总的大小。这样malloc函数申请的就是合适的总大小啦。

至于如何用内存，这里用了(Element*)malloc(sizeof(Element) *sequenceList->size) ，就是说强制以(Element*)即Element结构的形式来访问申请到的内存。有了这一步后，后面访问就直接可以类似数组，每次偏移会自动的以Element结构所占内存字节数的整数倍来移动指针啦，即后面sequenceList->head[i]对应的就是 (Element*)(sequenceList->head +sizeof(Element) *i) ，即数据结构按Element解析。