为什么我的C++编译器会接受变长数组（VLAs），即使这个特性不是标准的？

Question

正如我们已经知道的那样，VLA（在C99中标准化）不是C++标准的一部分，所以下面的代码在C++中是"非法"的：

void foo(int n) {
  int vla[n];
  for (int i = 0; i < n; ++i) {
    vla[i] = i;
  }
}

尽管编译器（g++和clang++）接受该代码作为有效的语法，但只有在启用-pedantic标志时才会产生警告。

ISO C++禁止变长数组'vla'[-Wvla]

我的问题是：

1. 为什么编译器接受这个声明？ 编译器不能拒绝长度在编译时未知的数组吗？ 是否有一种兼容性语法规则需要遵循？

2. 标准对此有何规定？ 从生成的汇编代码中可以看到，编译器在循环中像普通数组一样写入堆栈，但我找不到关于标准行为的任何信息。

- BiagioF

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你提出了两个问题，而不是一个。 - Lightness Races in Orbit

编译器扩展只是扩展功能，不改变原有功能。 - StoryTeller - Unslander Monica

只是产生一个警告，以防启用了“-pedantic”标志。这就是“-pedantic”承诺的全部内容。“-pedantic-errors”则会产生这些错误。 - milleniumbug

编译器（g++和clang++）接受代码，只有在它们的默认模式下（允许扩展）。如果您启用严格的C++符合性模式（我建议这样做），则代码将不会被接受。对于C++20，请使用-std=c++20（默认为-std=gnu++20）和-pedantic。 - Jesper Juhl

Answer 1

为什么编译器接受这个声明？

因为它的作者选择让它这样做。

特别是GCC，默认情况下允许很多非标准的东西，这些东西在旧的C编译器中被历史上接受过。他们在这方面喜欢"兼容性"。

关于这个问题，标准有什么说法？

C++语法中包含了对数组声明的以下规则[dcl.array]：

在一个声明 T D 中，其中 D 的形式为
     D1 [ constant-expression_opt ] attribute-specifier-seq_opt

[...] 在 D 中的 declarator-id 的类型是 "derived-declarator-type-list 数组，其元素类型为 T，长度为 N"

简单来说，这意味着只有常量表达式才能用于指定数组的大小。在你的例子中，n 不是一个常量表达式。 C++ 没有可变长度数组（VLA）。 当你看到一个被接受的时候，那是编译器的扩展；要了解该编译器如何实现这样的扩展，你需要询问编译器的作者（或者检查其源代码，如果适用的话）。

- Lightness Races in Orbit

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“禁止”有点过于强烈了。一般来说，标准并不禁止扩展。只要一个实现正确地处理正确形式的程序并发出所需的诊断信息，它就是符合规范的实现。如果该实现还为某些不良形式的程序提供可重复的行为，它仍然是符合规范的；标准并不关心不良形式的程序。 - rici

@rici 告诉GCC开发人员吧！“标准不关心格式错误的程序”这是错的！它确实关心，只是没有强制要求它们在编译时失败。这种“允许扩展”的做法都源于这种宽容。 - Lightness Races in Orbit

我的陈述与gcc的行为有何不同之处？我认为这种宽容完全是适当的；它允许编译器实现和测试对语言的建议添加，这是gcc和clang开发人员都在做的事情。（标准如何表达其对格式错误程序的关注？它足以将它们标记为格式错误，并明确地不定义它们的行为。） - rici

@rici：警告信息显示“ISO C++禁止使用可变长度数组”。你说“标准并没有禁止扩展”。如果不深入探讨基本的阅读理解，我无法进一步阐述这两个断言之间的区别，但我相信您不需要 :) - Lightness Races in Orbit

“标准如何表达对格式错误程序的关注？它只需要将其标记为格式错误并明确不定义其行为。”是的，这就是它表达关注的方式。如果它不关心，甚至不会提及它们。 - Lightness Races in Orbit

Answer 2

标准要求符合规范的编译器在遇到非法内容时必须“发出诊断”。完成这一步后，它可以自由地继续编译代码，并具有特定于实现的含义。（请注意，“具有特定于实现的含义”是“具有未定义行为”的委婉说法）。

- Pete Becker

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可能不完全是"未定义行为"：未定义、未指定和实现定义的行为 - Brent Bradburn

@nobar -- 标准并没有说明代码做什么，也不要求实现记录它的行为。这就是“未定义行为”。确切地说。 - Pete Becker

如果存在未定义行为(UB)，且编译器决定在该情况下精确记录其发出的代码，那么它就会有效地变成该平台上的实现定义行为：您可以在该平台上安全使用它，但是该代码将不再可移植到其他平台。就像您依赖于 sizeof(int) == 4 一样。 - cmaster - reinstate monica