使用 [] 运算符而不是使用 malloc 动态分配数组？答案

【问题标题】：Dynamically allocating array with the [] operator instead of using malloc?使用 [] 运算符而不是使用 malloc 动态分配数组？
【发布时间】：2021-07-11 12:25:09
【问题描述】：

我确信这已被问过一百万次，但我找不到解释它的答案。有人告诉我永远不要这样做，但我真的不明白为什么。为什么这样的事情不能算作动态分配内存，为什么这么糟糕？

int a;
scanf("%d",&a);
int arr[a];

【问题讨论】：

这不是 [] 运算符，它被称为变长数组

标签： c dynamic-memory-allocation

【解决方案1】：

这不是动态分配，而是一个可变长度数组。

这样一个数组的生命周期是它的封闭范围，就像一个固定大小的数组，所以你不需要担心释放。这些数组通常驻留在堆栈上，因此堆栈的大小确实限制了 VLA（或任何数组）的大小。

如果您发现 VLA 对堆栈来说太大，您可以随时回退到使用 malloc。

【讨论】：

感谢您的回答，所以这不一定是坏事，只是大多数时候不是很有用？
@spiroulis 如果数组不是很大，即 1MB 或更大的大小，这很有用。

【解决方案2】：

使用 [] 运算符而不是使用 malloc 动态分配数组？

这里的[] 用于定义一个数组。 []这里，不是运营商。

int arr[a];

有人告诉我永远不要这样做，但我还没有真正理解为什么。

这句话适用于 C（和生活）中的许多事情，在您了解如何使用之前不要使用它。

为什么这样的事情不能算作动态分配内存

它是动态分配内存分配，但通常使用不同的内存池并且具有与通过malloc()不同的生命周期。

...为什么它那么糟糕？

int arr[a]; 是一个变长数组 (VLA)，存在以下问题：

并非总是可用。 VLA 在 C99 中支持，并且在以后的版本中经常（但并非总是）支持。研究__STDC_NO_VLA__.
对于int a，代码在a <= 0 时是未定义行为（UB）。
当a 太大时，没有标准机制来检测内存不足。

VLA 更好地用于受控的较小尺寸的情况。

【讨论】：

对“不同内存池”的小解释：malloc在堆上分配新内存，int arr[a]把数组放到栈上（你的局部变量在哪里）。

【解决方案3】：

首先，让我告诉你，这叫做变长数组，它是一个可选功能。最好不要依赖此功能（或编译器支持）。

另一方面，分配器函数（malloc()、free() 和系列）符合标准，任何符合标准的编译器/库都将支持这些函数。

也就是说，other answers 中提到了区别，主要区别在于范围和可移植性。

【讨论】：

感谢您的回答，所以在某些编译器中甚至无法编译？
@spiroulis 是的，一些编译器可能不支持 VLA。不完全确定，但 IIRC，Microsoft 编译器不支持 VLA。
许多符合标准的独立编译器支持 VLA 但不支持 malloc，这也是独立实现的可选功能......所以我们应该避免大多数标准 C lib 吗？
@Lundin 这取决于您的目标环境。如果您不需要它们，请不要使用它们。我们包含标准头文件，而我们可以手动添加所需的函数原型。

【解决方案4】：

为什么这样的事情不能算作动态分配内存

对象的大小是在运行时确定的，不足以进行动态分配。动态分配需要直接或间接使用专门执行动态内存分配的函数之一，malloc、calloc 和realloc 是主要示例。你的例子...

int arr[a];

... 不这样做，因此对象不是动态分配的。你arr是一个或多或少的普通局部变量，具有变长数组类型。

从语义上讲，动态分配的对象具有“已分配”的存储持续时间，这意味着它们存在并保留其最后存储的值，直到显式解除分配。您的 arr 具有“自动”存储持续时间，这意味着当其最内层包含块的执行终止时，它不再存在。

为什么这么糟糕？

意见不一。 VLA 在 C99 中是必需的功能，但在 C11 中支持是可选的。如果您在代码中使用 VLA，那么您会限制其可移植性。 C++ 不支持它们（或者至少不支持——我知道它们现在也开始使用 C++，而且也许它们已经出现了），这对某些人来说可能是个问题。

然而，引用的主要风险是 VLA 的常规和自然实现是在堆栈上分配它们，而堆栈大小通常比堆空间更有限。在像您这样的幼稚示例中，很容易创建堆栈溢出，这可能取决于用户输入，因此既难以测试又存在潜在的安全风险。

我确实不时在我的代码中使用 VLA，但通常以不受上述堆栈破坏风险影响的方式使用。我通常对“永远不要这样做”的告诫持怀疑态度，但实际上我永远不会编写您为生产应用程序提供的确切代码。

【讨论】：

【解决方案5】：

这是一个可变长度数组的例子。它的生命周期与任何其他 auto 变量（包括定长数组）相同，因此一旦退出其封闭范围，它的内存就会被释放。

与固定长度数组不同，VLA 不能在文件范围（任何函数之外）或使用 static 关键字声明，也不能使用初始化程序声明。由于它们通常是如何管理的，它们不能任意大。尽管有名称，但一旦定义它们就无法调整大小 - 可变长度的“变量”仅意味着它们的大小在每次定义时都可以不同。

VLA 有用但有限。当您需要一些在函数本地的临时工作存储并且不需要太大（不超过 1 兆字节左右）时，它们非常有用。

它们仅在 C99 中引入，在 C11 中成为可选，因此对它们的支持可能有点参差不齐。

【讨论】：