C 和 C++ 中的可变长度数组 (VLA)

Question

可能重复：
Variably modified array at file scope

我有一些关于 VLA 的概念及其行为需要澄清。

自 C99 以来的 AFIK 可以将 VLA 声明为本地范围：

int main(int argc, char **argv)
{
    // function 'main' scope
    int size = 100;
    int array[size];
    return 0;
}

但在全局范围内是禁止的：

const int global_size = 100;
int global_array[global_size]; // forbidden in C99, allowed in C++

int main(int argc, char **argv)
{
    int local_size = 100;
    int local_array[local_size];
    return 0;
}

上面的代码在 C99 中声明了一个 VLA，因为 const 修饰符不会创建编译时值。在 C++ 中，global_size 是一个编译时值，因此，global_array 不会成为 VLA。

我需要知道的是：我的推理是否正确？我描述的行为是否正确？

我也想知道：为什么不允许全局范围的VLA？在 C 和 C++ 中都被禁止？是什么原因导致数组进入全局和局部范围的行为不同？

Answer 1

被禁止和不被允许是有区别的。 ;-)

VLA 功能旨在允许将堆栈空间用于本地数组，以避免使用 malloc 进行堆分配。主要是速度优化。

现在您想在函数之外使用 VLA。为什么？在程序启动期间避免单个 malloc 调用并没有什么可快速赢得的。我们应该为具有静态生命周期的变量使用什么堆栈空间？

Answer 2

我认为根本原因是全局变量具有链接，它的大小必须在编译时知道。如果不是，如何链接程序？

局部变量没有链接，VLA 分配在堆栈上，堆栈随着程序运行而动态增长。

Answer 3

C++ 不支持 VLA，句号。第二个代码 sn-p 在 C++ 中起作用的原因是 const 关键字在 C++ 中创建了一个编译时常量；在 C 中，它没有。

C99 不支持块范围之外的 VLA，句号，无论您如何声明大小变量。请注意，C2011 使 VLA 支持可选。

Answer 4

因此，对于全球 VLA，其中一个问题（主题有很多变体）可以在这里显示：

int size;
int a;
int v[size];
int b;

.... 在另一个文件中：

extern int a;
extern int b;

链接器必须在链接时知道 a 和 be 相互关联的位置，否则将无法在加载时正确修复它们。

Answer 5

是的，您的推理是正确的，这就是 C 和 C++ 看待这些不同形式的数组声明和定义的方式。

正如其他人已经说过的，在全局范围内具有真正可变长度（非const）的 VLA 很难理解。评估顺序是什么，例如，如果长度表达式将引用不同编译单元的对象？ C++ 没有 VLA，但它在文件范围内动态初始化对象。如果你必须依赖评估顺序，这已经让你很头疼了。

这为 C 留下了关于包含 const 限定对象的长度表达式的小差距，这是不允许的。这是因为此类对象不被 C 标准视为“整数常量表达式”。这可能会在未来的版本中改变，但到目前为止，C 委员会认为没有必要允许这样的事情：有enum 常量在 C 中扮演这个角色。它们唯一的限制是它们仅限于int 在 C 中，如果也有 size_t 就好了。