编译器如何处理可变长度数组

Question

这似乎是一个初学者的问题，但我对编译器通常创建变量维数组的方式感兴趣，如下面的程序。

#include<iostream>

int main(){
  int n;
  std::cin>>n;
  int a[n];
}

根据我所知，在C中，所有初始化值都必须是常量，这样编译器就知道要在函数内保留多少内存，通常是通过减去堆栈指针来容纳数组所包含的元素数。

这对我来说很有意义。 但是，我不太明白编译器如何处理上述程序，因为它似乎与G ++（MinGW）一起工作，但是在C，Microsoft的C ++编译器中失败了。 我怀疑GCC通过非标准扩展在堆上分配内存，但我不确定。

此外，微软的编译器并不因标准兼容而闻名，所以如果它对待上述程序的方式实际上可能出错，我也不会感到惊讶。

Answer 1

在C标准的C99版本中，允许使用可变长度数组。 但是，它们不允许在任何版本的C ++中使用; 你正在看一个G ++扩展。 请注意，Microsoft的C编译器不完全支持C99; 由于G ++支持C99，因此很容易将VLA支持应用于C ++作为扩展。

至于编译器通常如何实现VLA，它与alloca()相同（除了它必须保持sizeof ） - 编译器保存原始堆栈指针，然后通过计算它的许多字节将其调低需要。 缺点是函数入口和出口有点复杂，因为编译器需要存储重置堆栈指针的位置，而不是仅仅通过固定常量进行调整。

Answer 2

通过运行时值“运行时减去堆栈指针”绝对没有问题。 这就是编译器通常如何实现可变长度数组。 当实际的数组大小已知时，它们在运行时“减去堆栈指针”。 这里的所有都是它的。 （没有必要在堆上分配内存，我不知道是什么让你在GCC中怀疑这个。）。

在VLA成为该语言的一部分之前很久就可以使用这种功能。 [非标准]函数alloca这样做的。 唯一的区别是alloca分配的内存在函数退出时自动解除分配，而本地VLA必须遵守基于块的标准生存期规则。 后者根本不是问题，因为嵌套以类似堆栈的方式嵌套。

换句话说，对于运行时值n声明

int a[n];

基本上被翻译成类似的东西

int *a = alloca(n * sizeof *a);

加上一些额外的家庭数据来支持sizeof等功能（当然，还可以在封闭块的末尾自动恢复原始堆栈指针值）。

Answer 3

没有版本的C ++允许可变长度数组。 只有C99允许它。

GCC允许它作为扩展。

Answer 4

int main(){
  int n;
  std::cin>>n;
  int a[n];
}

这不是合法的C ++。 G ++接受可变长度数组作为扩展，但是VLA不是C ++标准的一部分。 它们是GCC支持的C99标准的一部分（我不确定在多大程度上），但MSVC没有。