断言变长数组的分配

Question

断言变长数组的分配

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很抱歉，可能会有重复（我没有找到答案）：

我们需要确保变长数组的分配已经成功完成吗？

例如：

void func(int size)
{
    int arr[size];
    if (arr == NULL)
    {
        // Exit with a failure
    }
    else
    {
        // Continue as planned
    }
}

看起来很明显答案是“是”，但语法“arr == NULL”感觉有点不寻常。

谢谢

更新：

我承认我没有确保上面的代码是否可以编译（假设它可以）。

如果不能编译，则意味着无法断言变长数组的分配。

因此，我认为如果分配失败，则程序会立即崩溃。

这将是一个非常尴尬的情况，因为程序在非法内存访问（读取或写入）之后崩溃是有道理的，但在内存分配不成功后崩溃就不合适了。

或者分配不会导致任何问题，但是一旦我访问超出堆栈范围的条目时，我可能会遇到内存访问违规（如堆栈溢出）...？

老实说，如果有更多的本地变量跟随它们（特别是其他VLAs），我甚至看不到VLAs如何在堆栈上分配，因此我也希望在这个问题上得到答案。

- barak manos

@Barmar: 从我所读的有关可变长度数组的内容来看，标准并未定义它们是在堆栈还是堆上分配的。如果“那个东西”确实立即崩溃，那么这个机制就相当无用了。 - barak manos

你说得对，标准没有规定。但我认为大多数实现都是这样做的。本地数组永远不可能是“NULL”。 - Barmar

1

@Deduplicator：这不是在任何可能的情况下都使VLA变得毫无用处吗？ - barak manos

不是的。它仍然有用，但它是一种带有自己危险性的强大工具。无论你如何到达那里，过度使用堆栈空间总是不好的。 - Deduplicator

2

编译器的魔法，还有什么？早期的x86（可能还有其他架构）大多数情况下除了栈指针之外还使用了帧指针。现在如果可能的话就省略了它...所以，编译器可能会在那里做一些恢复这个概念的魔法... - Deduplicator

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Alex Celeste · Accepted Answer

这个问题的出发点有些错误。你不能检查一个数组是否为NULL，因为正如许多讨论所指出的那样，在C中，数组不是指针。数组本身就是存储对象。

只有在分配了数组之后才能访问它的名称。一个本地数组与任何其他本地变量完全相同：其存在是固有的，并且被假定对于周围的代码来说是运行的，语言中没有任何概念可以检查是否已经"分配"了任何给定的变量槽（正如问题的评论所指出的，"堆栈"是C操作的下一级概念，语言假定它通过未指定的魔术"发生"）。为了使代码在最基本的层面上有意义，它必须始终假定这一点成功。

当数组无法分配时，情况与运行时无法为任何其他本地变量分配空间的情况相同——这种情况本质上是未定义和不可定义的，因为C语言抽象机器所做的假设被违反了。该语言没有（完全正式的）概念甚至可以表达这一点，更不用说检查或从中恢复，因此测试它同样不在范围内。就像堆栈溢出一样，这基本上肯定会导致致命崩溃。

这并不意味着可变长度数组（VLA）是无用的，原因如下：

1. 许多可变长度数组的用途不会非常大。也许唯一的变化只是选择3到5之间的数字？这对于空间来说不比使用更多标量局部变量更糟糕。 2. 就像避免无限递归需要程序员证明某些属性一样，同样你应该设计你的程序，至少对VLAs将在任何给定时间消耗的空间量有一个弱界限。例如，你可以向自己证明没有VLA函数是递归的，或者从递归函数调用，而且它们中没有一个使用超过e.g. 10K的空间 - 这非常有用，并且应该是安全的。 3. 你可以将VLAs视为一种优化，以允许你在必须要分配静态大小的本地数组时（例如，在第一个示例中，总是分配5而不是3），节省空间。只要你知道并设计了静态上限，它们就有效地保证使你的程序在不需要时不总是使用太多空间，从而使你的程序更加安全。