难以理解 C 中的可变长度数组答案

【问题标题】：Difficulty in understanding variable-length arrays in C难以理解 C 中的可变长度数组
【发布时间】：2012-04-08 11:58:20
【问题描述】：

当我发现数组大小必须在声明时给出或在运行时使用 malloc 从堆中分配时，我正在看一本书。我用 C 编写了这个程序：

#include<stdio.h>

int main() {
  int n, i;
  scanf("%d", &n);
  int a[n];
  for (i=0; i<n; i++) {
    scanf("%d", &a[i]);
  }
  for (i=0; i<n; i++) {
    printf("%d ", a[i]);
  }
  return 0;
}

这段代码运行良好。

我的问题是这段代码如何才能正常工作。数组大小必须在运行时声明或在运行时使用 malloc() 分配它是否违反了 C 的基本概念。我没有做任何这些两件事，那为什么它可以正常工作？

我的问题的解决方案是 C99 支持的可变长度数组，但如果我玩弄我的代码并将语句 int a[n];以上 scanf("%d,&n); 然后它停止工作为什么会这样。如果 C 中支持可变长度数组？

【问题讨论】：

你的书，很可能，谈到了 C89；您的编译器可能使用 C99。它们是有些不同的语言（C99 是 C89 的演变；C11 是 C99 的演变）。区别之一是 VLA（可变长度数组）。
您如何确定它确实工作正常？在这样的情况下，有时它似乎适用于简单的情况，但在扩展时会变得很糟糕。即使在“成功”执行中，内部存储器也很可能已损坏-您很幸运它没有破坏程序。或者正如其他人指出的那样，您可能正在使用 C99。
VLA 是一个 PITA（特别是如果很大的话）。如果您可以避免它们，请这样做:)

标签： c arrays declaration

【解决方案1】：

C99 标准支持variable length arrays。这些数组的长度是在运行时确定的。

【讨论】：

如果这些数组的长度是在运行时确定的，那么这些数组的内存分配是如何发生的？它们是在堆上分配存储，就像我们在使用 malloc() 或在堆栈上的普通运行时数组中所做的那样？
@dark_shadow，这取决于实现。只需在运行时向上移动堆栈指针即可避免堆分配，这就是 alloca 函数（某些平台提供的扩展，例如 Microsoft 和 GNU）所做的。

【解决方案2】：

从 C99 开始，您可以在块范围内声明可变长度数组。

例子：

void foo(int n)
{
    int array[n];

    // Initialize the array
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        array[i] = 42;
    }
}

【讨论】：

你能解释一下block scope的含义吗？
@dark_shadow 你只能在函数体中声明变长数组。
感谢 ouah 的帮助。请查看我修改后的问题。我在其中添加了一部分。您能告诉我原因吗？谢谢。
如果将int a[n]的声明放在scanf之上，那么在声明a数组时n将不会被初始化。所以你可以得到任何n 值。
谢谢明白了。我还有一个问题。这些可变长度数组是在堆栈上还是在堆上声明的内存？我认为它应该在堆栈上分配，因为它们绑定到块作用域，并且由于块作用域中的所有内容都在堆栈上，我认为这应该符合规则。我说得对吗？

【解决方案3】：

只要您在使用之前声明了数组并为其分配了内存，C 就会很高兴。 C 的“特性”之一是它不验证数组索引，因此程序员有责任确保所有内存访问都是有效的。

【讨论】：

【解决方案4】：

可变长度数组是 C99 中添加到 C 中的一项新功能。

这里的“可变长度”表示数组的大小是在运行时决定的，而不是编译时决定的。这并不意味着数组的大小在创建后可以更改。数组是在声明它的地方逻辑创建的。所以你的代码看起来像。

int n, i;

创建两个变量 n 和 i。最初这些变量是未初始化的。

scanf("%d", &n);

将一个值读入 n。

int a[n];

创建一个数组“a”，其大小是 n 的当前值。

如果您交换第二步和第三步，您将尝试创建一个大小由未初始化值确定的数组。这不太可能结束。

C 标准并没有具体说明数组的存储方式，但实际上大多数编译器（我相信有一些例外）会在堆栈上分配它。执行此操作的正常方法是将堆栈指针复制到“帧指针”中，作为函数前导码的一部分。这允许函数动态修改堆栈指针，同时跟踪它自己的堆栈帧。

可变长度数组是一项应谨慎使用的功能。编译器通常不会在堆栈分配上插入任何形式的溢出检查。操作系统通常会在堆栈之后插入一个“保护页面”以检测堆栈溢出并引发错误或增加堆栈，但足够大的数组可以轻松跳过保护页面。

【讨论】：