为什么指向 VLA 函数参数的指针不自动推断它们的大小，目前它们有什么好的用法吗？

Question

据我了解，每个 VLA 都有其大小的隐藏变量，sizeof 运算符可以“获取”该值。我在这里没有得到的是指向函数参数中使用的 VLA 的指针——为什么它们的大小不自动推断并存储在这个隐藏变量中——为什么我们应该明确地提供它。在这种情况下，既然我们已经有了“指向未知大小数组的指针”类型，为什么还要使用它呢？

我的意思是：

void func(size_t, int (*)[*]); //function accepting pointer to VLA

void func_1(size_t, int (*)[]); //function accepting pointer to array of unknown bound

void func(size_t sz, int (*parr)[sz]) //implementation of 'func'
{
    printf("%lu", sizeof(*parr) / sizeof(int));

    printf("%lu", sz);
}

void func_1(size_t sz, int(*parr)[]) //implementation of 'func_1'
{
    //printf("%lu", sizeof(*parr) / sizeof(int)); //error: invalid application of 'sizeof' to an incomplete type 'int []'

    printf("%lu", sz);
}

正如我所见，使用“func”而不是“func_1”的唯一好处是“sizeof”运算符将返回“sz”初始值的副本。

上述函数的示例用法：

int main()
{
    size_t sz = 3;

    int arr[sz];

    func(sizeof(arr) / sizeof(int), &arr);

    func_1(sizeof(arr) / sizeof(int), &arr);

    return 0;
}

为什么不能隐式分配指向 VLA 参数的指针的大小？这至少可以很好地利用语法：

void func(int (*parr)[*]) // size copied from function argument
{
    printf("%lu", sizeof(*parr) / sizeof(int));

    printf("%lu", sz);
}

然后像这样调用函数：

int main()
{
    size_t sz = 3;

    int arr[sz];

    func(&arr);

    return 0;
}

将导致值为“3”的数组隐藏大小变量作为隐藏参数传递给“func”，创建类似于使用当前语法实例化先前的“func”并使用“sizeof”运算符传递数组的代码。

如果你足够好奇将建议的语法编译到任何 Clang 编译器中 - 你会得到一个复活节彩蛋 (;.

Answer 1

可变长度数组 (VLA) 的大小与类型相关，而不是与对象相关。

例如，给定：

size_t n = 41;
int vla[n+1];
printf("sizeof vla = %zu\n", sizeof vla);

编译器创建一个初始化为n+1 的匿名对象，我将其称为_anon，并定义了一个类型int[_anon]，它是数组对象vla 的类型。 （请注意，稍后更改n 的值不会更改_anon 的值或VLA 类型的大小。

你也可以写：

size_t n = 41;
typedef int vla_t[n+1];
vla_t vla;

将sizeof 应用于表达式（在这种情况下，恰好是一个对象名称）会产生该表达式类型的大小。

在func 内部，vla 的类型是不可见的，因此无法获取其大小。 parr 是一个指向int 数组的指针未指定大小。 int[]（未指定大小的数组）和int[n+1]（长度为n+1 的可变长度数组）类型兼容，但类型不同。

Answer 2

可变长度数组的长度只能在本地知道（因为它必须是，以便堆栈分配存储并提供sizeof 语义）。当它传递给函数时，它只是一个常规的数组类型，因此必须显式传递大小。

Answer 3

在一个令人讨厌的可怕组合中，几十年前就应该废除，但现在依赖于太多代码而无法删除，C 编译器将数组类型的所有函数参数视为等同于指向-的指针的参数元素类型，是否指定了数组大小。

定义一种语法可能不会有任何重大的技术困难，通过该语法可以向函数传递任意大小的数组并自动知道它们有多大。不幸的是：

1. 目前将数组传递给函数意味着传递指向第一个元素的指针；添加一个新语法意味着其他东西会造成比它解决的更多的混乱。

2. 如果现有代码接收一个指针和一个整数，并将该指针视为标识指定长度数组的第一个元素，则将该“数组”传递给需要“新样式”数组的方法可能很棘手。

第二个问题可以通过添加语法将指针/长度组合转换为“已知大小的数组”来解决，该数组可以传递给接受此类内容的方法。然而，前一个问题可能无法解决，除非或直到 C 被一种不专注于指针“优化”的语言取代，甚至不再相关。