静态与动态数组 C++答案

【问题标题】：Static vs. Dynamic Array C++静态与动态数组 C++
【发布时间】：2018-07-29 16:45:42
【问题描述】：

C++ 编译器的行为可能不同。由于可以使用以下方法声明 C++ 中的数组：

方法一：

int size;
cout << "Enter size of array: ";
cin >> size;

int x[size];  
for (int i = 0; i < size; i++)
{
    //cout << "x[" << i << "] = ";
    x[i] = i + 1;
}

方法B

int size;
cout << "Enter size of array: ";
cin >> size;

int *x = new int[size];  
for (int i = 0; i < size; i++)
{
    //cout << "x[" << i << "] = ";
    x[i] = i + 1;
}

通过在运行时获取用户的输入，两者都可以正常工作。我知道，使用 B 方法，我们必须像 delete [] x 一样删除 x。

为什么要使用int *x = new int[size];，如果两者服务相同目的？
使用new 有什么好处？

下面是我正在测试的代码sn-p：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int size;
    cout << "Enter size of array: ";
    cin >> size;

    //int *x = new int[size];
    int x[size];

    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        //cout << "x[" << i << "] = ";
        x[i] = i + 1;
    }

    cout << endl << "Display" << endl;
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        cout << "x[" << i << "] = " << x[i] << endl;
    }  
    return 0;  
}

【问题讨论】：

“方法 A”无效。 C++ 没有variable-length arrays。每当您想到“动态数组”时，您的下一个想法应该始终是std::vector。
@Malikx 那你肯定应该启用更多警告。
方法 A 是一些编译器支持的编译器扩展 - 它不是标准 C++
@Malikx - 一个有效的 C++ 结构和一个接受它的编译器不是一回事。编译器可能会实现语言扩展或其中存在错误。
因为没有使用-pedantic 标志编译...

标签： c++ arrays dynamic static

【解决方案1】：

C++ 标准没有定义方法 A，但在 ISO C99 中是允许的，并且 GCC 在 C++ 模式下也支持它。来自https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Variable-Length.html：

在 ISO C99 中允许使用可变长度自动数组，并作为扩展 GCC 在 C90 模式和 C++ 中接受它们。这些数组是像任何其他自动数组一样声明，但长度为不是常量表达式。存储在点分配当块作用域包含声明退出。

我刚刚在这里找到了一些相关的讨论：Variable Length Arrays in C++14?

【讨论】：

这里可以编译成功：onlinegdb.com/online_c++_compiler

【解决方案2】：

简单的答案是：堆栈空间有限。您可以期望能够在堆上分配 1GiB，但不能期望能够在堆栈上分配相同的数量。

第一个变体int x[size]; 使用堆栈。因此，如果size 很大，您可能会发现您的程序会因段错误而崩溃。通过简单地减少 CPU 的堆栈指针寄存器来进行分配。如果您将其减少太多，内核只会将您对堆栈内存的下一次访问视为越界访问，并终止您的进程。在实际被击中之前不可能检测到这种情况，或者以有序的方式从中恢复。内核只是在没有任何警告的情况下向您开枪。

第二个变体int* x = new int[size]; 使用堆。因此，只要有足够的可用 RAM 来支持分配，您就可以期望分配成功。 operator new() 会以有序的方式明确地向内核请求内存，而内核将要么遵从，要么以有序的方式发回这么多内存不可用的信号。在发生错误的情况下，operator new() 将继续抛出异常，您可以随意捕获和处理该异常。

旁白：
如果您的内核过度使用其内存（如任何现代 Linux），则不保证在发生错误时会获得异常。当operator new() 向它请求内存而不实际提供任何内存时，内核只会回复“ok”，并且稍后可能会发现它无法履行其承诺。发生这种情况时，它将调用 OOM-killer（内存不足杀手），它会根据一些启发式方法来射击一些进程。所以，永远不要指望不会因为过多的内存消耗而被枪杀。

这实际上是一种能够实际使用所有可用内存的优化：一方面，许多程序实际上并没有使用它们分配的所有内存（例如分配一个大缓冲区，但只使用它的一部分）。另一方面，不可能知道哪些 COW（写时复制）映射页面实际上需要复制。内核不知道未来需要多少内存，它只知道当前是否有足够的内存。

TL;DR：
只有当你可以证明size 永远不会超过一个小的最大值时，才使用int x[size];。如果size 的数量级在 10 到 100 之间（并且类型本身并不是非常大），那就去吧。在所有其他情况下使用int* x = new[size];。

【讨论】：