长度为0的变长数组？

Question

在C语言中，通常不允许数组大小为0（除非使用某些编译器端的扩展）。

但是，有些可变长数组（VLA）的长度可能为0。

它们是否被允许呢？

我指的是以下代码：

void send_stuff()
{
    char data[4 * !!flag1 + 2 * !!flag2];
    uint8_t cursor = 0;
    if (flag1) {
        // fill 4 bytes of data into &data[cursor]
        cursor += 4;
    }
    if (flag2) {
        // fill 2 bytes of data into &data[cursor]
        cursor += 2;
    }
}

结果是一个 data 数组，长度为0、2、4或6，这取决于标志的组合。

现在的问题是：如果数组长度为0，这段代码是否有效？

- glglgl

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@AntonH 这不适用，因为它是关于结构体中的数组，而不是可变长度数组。 - glglgl

这与那个问题没有任何关系。那个问题是关于编译器扩展的，只有在 C99 之前才能被证明是合理的。而这个问题是关于可变长度数组的，这只在 C99 中才能使用。两者之间没有交集。 - Pascal Cuoq

@glglgl 我的错误，读得太快了。 - AntonH

@pascal-cuoq 我的错，读得太快了。 - AntonH

顺便提一下：建议的解决方法是 char data[1 + 4 * !!flag1 + 2 * !!flag2];。当然，这在后续调用 sizeof data 时会有问题。 - chux - Reinstate Monica

Answer 1

如果我们查看C99标准草案第6.7.5.2节的数组声明符段落5（重点在于）：

如果大小是一个不是整数常量表达式的表达式：如果它出现在函数原型作用域的声明中，则被视为*替换；否则，每次评估它必须具有大于零的值。[...]

实际上使用clang启用未定义行为的Sanitizer，使用-fsanitize=undefined标志可以为此情况生成运行时警告（查看实时演示）：

运行时错误：变长数组边界计算结果为非正值0

- Shafik Yaghmour

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在C11标准中的6.7.6.2 §5节中，它因为添加而移动。这只是为那些查阅更新文档的人提供参考。 - Deduplicator

@Deduplicator 很有趣，但问题特别标记为 C99。 - Shafik Yaghmour

谢谢您的回答。所以我需要放置类似于uint8_t datalen = 4 * !!flag1 + 2 * !!flag2]; char data[datalen ? datalen : 1];这样的内容。我猜想，即使我不访问数组，按照最初的意图声明数组也会产生未定义行为吗？（例如，在给定情况下，cursor为0，例如memcpy()将获得要复制的大小为0，因此实际上不会发生任何访问... - glglgl

0长度数组（包括可变长度数组）是有效的扩展。但是，必须在第一次使用时诊断0长度常量大小数组，因为它们违反了编译时约束。 - Deduplicator

@glglgl 是的，违反“必须”要求是未定义的行为，正如您所看到的，当使用 sanitizer 时，clang 将标记它。 - Shafik Yaghmour

@glglgl：简单地分配比必要的多一个元素的数组可能比仅在“必要”时这样做更有效。更好的方法是编译器编写者公开声明，任何不愚蠢的编译器都应该能够处理零大小的边角情况，无论标准是否规定。 - supercat