编译时已知数组大小：使用 g++ 传递编译，但不用于 icpc

Question

玩具代码很简单：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define A 10
#define SIZE (int)(ceil(A / 2)) // needs computation but known at compile-time

struct node {
    int keys[SIZE];
};

int main() {
    node a_node;
    for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {
        a_node.keys[i] = i;
        printf("%d\n", a_node.keys[i]);
    }
    return 0;
}

当我使用g++ -std=c++11 -O3 test.cpp -o test 编译它时，它按预期通过并运行；但是使用带有icpc -std=c++11 -O3 test.cpp -o test的intel编译器，会出现错误：

test.cpp(8): error: function call must have a constant value in a constant expression int keys[SIZE];

为什么将其视为函数调用？但是如果我在宏中使用简单的算术（例如#define SIZE (A / 2)），错误就会消失。

gcc 版本：4.8.5； ICC版本：16.0.3。

任何线索如何解决这个问题？谢谢。

----------------- 已添加------------------

如果 int keys[SIZE] 在主函数而不是结构中声明，即像这样：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define A 10
#define SIZE (int)(ceil(A / 2))

/*struct node {
    int keys[SIZE];
};*/

int main() {
    //node a_node;
    int keys[SIZE];
    for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {
        keys[i] = i;
        printf("%d\n", keys[i]);
    }
    return 0;
}

它将通过 gnu 和 intel 编译器。很有趣也很奇怪。我不确定我是否犯了任何我不知道的错误，任何可能的线索？

Answer 1

#define A 10
#define SIZE (int)(ceil(A / 2))

您的SIZE 不是编译时常量，因为ceil 是来自<math.h> 的浮点函数。因此编译器将变量int keys[SIZE]; 理解为variable length array (VLA)（其大小可能在运行时 计算）。标准 C++11 或 C++14 没有 VLA。但是 GCC 接受它们作为语言的extension。请注意，如果您声明 struct node，则 keys 不是变量，而是字段或成员。

顺便说一句，如果您将SIZE 的define 替换为

 #define SIZE ((A+1)/2)

它成为编译时常量（例如，C++ 中的 constexpr）并具有与以前相同的值。

顺便说一句，您的代码不是真正的 C++11，但看起来像 C11 代码。我建议安装更新版本的GCC（2017 年 3 月，使用GCC 6，而不是一些旧的 4.8）。然后使用constexpr 和std::array

VLA 不能作为 struct-s 中的字段出现。 C99 和 C11 将 flexible array members 作为 struct 的可能 last 成员。 C++11 没有。

很可能，您的 GCC 编译器（和 <math.h> 标头）知道 abs 可以扩展为 __builtin_abs，这是由 GCC 编译器（但不是其他人）专门处理的（因此 SIZE 扩展为(int)(ceil(10 / 2))，特别是 GCC，由于 __builtin_abs 而成为编译时常量）

您应该了解 C 和 C++ 是不同的语言。如果您选择使用 C++ 编写代码（至少 C++11，任何较旧的东西在 2017 年都已过时），您应该使用其标准 containers（并且您可能需要 std::vector，因为大小是运行时计算的）。如果您选择用 C 编写代码（至少 C99），请考虑使用灵活的数组成员并在堆中分配您的灵活结构（适当地使用 malloc 或朋友）。请注意，C++ 没有灵活的数组成员。

与您的标题相反，您的 SIZE 不是（根据标准规范）“编译时已知数组大小”（但在通过 gcc 或 @ 优化时变为一个987654357@)

使用堆分配的更好理由（在 C++ 中是 std::vector，或者在 C 中指向以灵活数组成员结尾的某个 struct 的指针，或指向数组的指针）是在实践中你会想要一个更大的A（例如#define A 100000 ...）并且在call stack上分配大型数据结构是不合理的（在当前机器上通常限制为兆字节或其中的几个）和操作系统）。