C语言中如何使用动态数组而不用malloc？

Question

我一直想知道如何逃脱这件事：

int main(int argc, char **argv) {
    printf("%p %s %d\n", &argv[1], argv[1], strlen(argv[1]));
    char copy[strlen(argv[1]) + 1];
    strcpy(copy, argv[1]);
    printf("%p %s %d\n", &copy, copy, strlen(copy));
    return 0;
}

字符数组copy被分配了内存并且程序正常运行，打印出原始数组和复制数组。Valgrind也没有报错。

我曾认为在C语言中，没有使用malloc是不可能实现动态数组的。这个想法是错误的吗？

- lt0511

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"dynamic"意味着可调整大小，不一定是“编译时常量”。这是C99引入的。 - Chris Lutz

如果 strlen(argv[1]) 足够大，你可能无法逃脱它！ - David Heffernan

Answer 1

这是C99的一个特性，编译器可以在之前的版本上实现。

ISO C99允许使用可变长度自动数组，在C90模式和C++中，GCC作为扩展接受它们。这些数组像其他自动数组一样声明，但长度不是常量表达式。存储在声明点分配，当大括号层级退出时释放。

- Joe

Answer 2

变长数组最初起源于GCC扩展，但它们也被C99采用。

它们仍然在堆栈上分配，因此将它们设置为“巨大”被认为是不好的风格（并且有一天可能会出问题）。

- Nemo

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哇，我已经很久没有使用纯C（或gcc）了，以至于我完全错过了这个成为标准的事情。 - Dima

@Dima：说实话，直到我重新阅读GCC手册中的描述，我才想起来自己忘了这个功能。 （我从不使用此功能；动态堆栈使用太危险了。） - Nemo

@Nemo：只要你知道目标平台的堆栈限制并加以考虑，我认为这并不危险。 - Stephen Canon

@Stephen：根据我的经验，代码总是比“目标平台”更加持久。换句话说，最终的目标平台永远不会像你想象的那样可靠。此外，有一些优秀的静态检查工具（如Coverity），可以计算程序总堆栈消耗的上限，但可能无法在存在这种情况的情况下进行。因此，总的来说，我认为最好避免使用这个小工具。（当然，每个规则都有例外。） - Nemo

我同意你们两个的观点；我经常使用递归来实现简单和方便的解决方案，但是大量不确定的堆栈模式确实需要额外考虑。 - Taliadon

Answer 3

即使在“变长数组”（由gcc和C99提供）出现之前，已经有了：

alloca() -- 它允许动态分配堆栈（“自动”）内存。

- Heath Hunnicutt

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根据BSD中关于alloca的man页面，它是在AT＆T Unix Version 32V（1979年）中引入的。因此，它已经存在了一段时间。 - ldav1s

当分配可能大量内存时，alloca是有害的。 - Vorac

@Vorac - 感谢你的建议，但那并不准确。你亲自尝试过吗？程序通常可以获得的栈内存远远超过“几百字节”。显然，我们始终需要注意机器的限制，但假设alloca()比sbrk()更受限制这种说法实在不合乎逻辑。 - Heath Hunnicutt

Answer 4

"C99"在C语言中添加了"可变长度数组"。这在§6.7.5.2 "数组声明符"中有所涵盖：

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，则被视为被*替换；否则，每次评估时它必须具有大于零的值。可变长度数组类型的每个实例的大小在其生命周期内不会改变。当大小表达式是sizeof运算符的操作数的一部分，并且更改大小表达式的值不会影响运算符的结果时，未指定是否评估大小表达式。

- Stephen Canon