为什么 C++ 函数可以创建可变长度的数组？答案

【问题标题】：Why can C++ functions create arrays of variable lengths?为什么 C++ 函数可以创建可变长度的数组？
【发布时间】：2013-03-31 00:38:21
【问题描述】：

根据this answer，其中规定：

编译器知道 int 类型的大小，因此可以生成正确的汇编指令将保留足够的空间堆栈以便让 foo 住在那里。

编译器需要知道函数在堆栈上占用的大小才能实现它。

那么，这段代码为什么会编译呢？

int f(int n)
{
    int x[n];
}

int main()
{
    f(3);
    f(5);
    //etc
}

x 是一个整数数组，但它的大小不是恒定的，它可以在函数被调用的任何时候改变。

我在这里错过了什么？

【问题讨论】：

用-pedantic再次编译。
"erw.cpp: In function 'int f(int)': erw.cpp:3:12: warning: ISO C++ forbids variable length array 'x' [-Wvla]" - @chris : 谢谢，现在说得通了。
In C++ books, array bound must be constant expression, but why the following code works?的可能重复
在堆栈上为 x 分配空间只是从 esp（堆栈指针）中减去 sizeof(int)*n 的问题。语义是问题 - 就像初始化枚举 {Ok = sizeof(x)} 的情况一样。可能直到出现禁止的语义使用，您的编译器才允许此类使用。
@MSalters：抱歉，回滚了。问题是关于 C++，而不是 C99，Luchian Grigore 的回答和我的回答都是针对这类问题（“为什么我可以这样做，为什么它会编译？这不是非法的吗？”）。尽管“编译器如何实现 VLA”这个问题也很有趣，但这并不是 OP 最初的意思。

【解决方案1】：

它编译是因为您使用的是非标准扩展。从严格意义上讲，它不是有效的 C++，但一些编译器确实支持这一点。

在您的情况下（已知 3 和 5），您可以改用模板，这将是有效的，或者直接使用 std::vector。

template<int n>
int f()
{
    int x[n];
}

//...
f<3>();

【讨论】：

【解决方案2】：

这不是标准 C++ 中的合法代码。它的编译得益于特定于您的编译器的扩展，该扩展支持 variable-length arrays，这是 C99 功能。

但同样，这不是可移植的 C++。如果你需要动态调整大小，你可以这样重写你的函数：

#include <vector>

int f(int n)
{
    std::vector<int> v(n);
}

要不然就做成模板，这样写：

#include <array>

template<std::size_t N>
int f()
{
    std::array<int, N> a;
}

【讨论】：

【解决方案3】：

在这种情况下，编译器的工作确实更难。它现在需要发出代码，这些代码将在运行时确定需要多少内存 (n*sizeof(int))，以及从哪里获取该内存。该内存仍会在 int y[5]; 将被释放的位置释放，因此在这方面没有任何变化。

编译器的一个简单解决方案是将幕后代码更改为int * __x = malloc(n*sizeof(int) ... free(__x)。它可能还需要为sizeof(x) 重写一些代码，但是编译器也可以将 VLA 代码重写为“正常”代码。不需要魔法； VLA 可以仅作为语法糖来实现。

【讨论】：