有没有一种方法可以检查变长数组是在堆栈上还是堆上创建的？

Question

据我所理解，以下代码使用C++的一个非标准扩展生成变长数组。

int main() 
{
    int valone = rand();
    int valtwo = rand();
    int array[valone][valtwo];
    // Printing size
    cout << sizeof(array) << endl;
}

有没有办法检查它是在堆栈还是堆上生成的？维基百科这里的描述说，gcc在堆栈中生成相同的内容，但是当我尝试以上代码时，大多数情况下，数组大小似乎太大而无法适应堆栈，但它从未抱怨过。

注意：此代码仅适用于gcc和clang，不适用于Visual Studio。

- Daksh Gupta

---

你指向的维基百科链接讨论的是C99，而不是C++。gcc可能会将C99代码和C++代码视为同一种。 - R Sahu

虽然“标准”并不适用于“非标准扩展”，但如果你想快速测试，可以比较valtwo和array[0]的地址。如果数组在堆栈上，它们应该是相邻的。如果在堆上，它们会有很大的不同。这不是100%可靠的，但大多数情况下都有效。 - Mikhail

直到你访问临时存储之外的内容，它可能不会抱怨，但谁能确定呢？ - user4581301

请参见https://dev59.com/HWYr5IYBdhLWcg3wYZSD#13720219。 - Mikhail

请注意，堆栈溢出的情况并不总是显而易见的，特别是如果您从未写入数组末尾的项目（甚至可能即使您这样做也不会）。因此，“它从不抱怨”这一事实不应被视为有关非标准扩展实现的任何迹象。 - Jeremy Friesner

Answer 1

这可能是一个棘手的问题，我尝试过一些类似的东西。

#include "iostream"

int Stack_or_heap(void* ptr)
{
 int dummy;
 return ptr > &dummy;
}

int main(int argc, char** argv)
{
   int* i = new int();
   int x, y, z;
   std::cout << Stack_or_heap(&x) << Stack_or_heap(&y) << Stack_or_heap(&z) << Stack_or_heap(i);
}

- MSD

---

这不仅非常可靠，而且聪明，这个想法可能足以满足op的需求。在op的情况下，您可以直接在数组附近使用int，并检查数组和int的地址是否相近。 - WorldSEnder

Answer 2

数组大小似乎太大而无法放入堆栈，但它从未抱怨。

通过“从未抱怨”，我认为您的意思是程序不会崩溃。

您从未触及分配的内存，编译器足够聪明以证明并未分配任何内容。

让我们获取该变量的地址，并将其发送到在其他地方定义的函数中：

int array[valone][valtwo] = {};
cout << &array << endl;

现在，编译器并不确定数组是否被访问。这是因为它无法进入另一个翻译单元中实现的流操作符。也许操作符会解引用指针，我们必须确保数组存在。

第一次尝试时，该程序由于堆栈溢出而崩溃了。

---

我想这种崩溃测试是为了测试VLA是否在堆栈上。

Mikhail在评论中建议比较自动变量的邻近性和VLA，这是一个相当好的平台相关的想法，但只有在分配的VLA足够小以避免程序崩溃时才能起作用。

- eerorika

Answer 3

首先，我假设您知道使用malloc或new在堆中分配的任何内存块都会在整个程序的生命周期内保持其存在，除非显式释放。因此，我们可以得出结论，如果变长数组仅存在于其作用域中而不在程序的生命周期中，则最有可能在堆栈中分配。

我不知道是否存在一些情况，其中一块内存在堆中分配，但表现得像是堆栈的成员。最好查看汇编代码。这种实现可能在幕后使用动态分配函数/系统调用。

如果它看起来像鸭子，走路像鸭子，说话像鸭子，那么可以安全地假设它是鸭子（大多数情况下）。

- nmd_07

---

我认为你在第一段的推理是有缺陷的。如果一个内存块可以被隐式地分配，那么这个隐式分配的块也可以被隐式地释放。完全有可能使用malloc来实现VLA。 - eerorika

这可能是原因，这也是为什么在第二段中我说我不知道是否存在这样的情况，即分配发生在堆中，但表现为堆栈的成员。另一种推理方式是在堆栈中分配的任何内容都是在编译时确定的。对于VLAs而言，这并非总是正确的。据我所知，任何在运行时分配的内容都必须在堆中进行分配。因此，我们面临一个两难境地，即分配需求要求将空间分配到堆中，因为它在运行时解决，但通过作用域规则表现得像是堆栈的成员。 - nmd_07

我认为真正的检查需要知道虚拟地址空间中的堆地址空间。 - nmd_07