計算機（C編譯器或其他東西）如何處理“自動數組聲明”？ | C語言

Question

我試圖從函數返回一個動態聲明的數組; 迄今我返回結構的指針保持到存儲器塊malloc()分配給該數組和一個整數來存儲陣列的長度。

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這讓我很奇怪; C編譯器 （或其他）如何處理程序中聲明的自動數組？ 例如。

main()
{
    //delcare an array holding 3 elements
    int array[] = {1,2,3};


    /*variable to hold length of array
     *size of array / size of 1st element in the array == length of the array
     *this will == 3
     */ 
    int array_Length = (sizeof(array))/(sizeof(*array));


    //call malloc for a block of memory to hold 3 integers(worth of memory)
    int* ptr = malloc(3*(sizeof(int)));


    /*not exactly sure what this formula means when using a pointer???
     *but it seems to always == 1
     */
    int dynamic_array_length = (sizeof(ptr))/(sizeof(*ptr));

    return 0;
}

我的觀點是 ， sizeof()運算符以某種方式知道自動聲明的數組中有3個整數。

或者更一般地說 ：

sizeof(array)

其中array是（N x type_size）

N是array中元素的數量

type_size是用於存儲數據類型的內存字節數

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自動數組是否存儲有關其大小/長度的其他信息？

動態數組是否存儲不同？ （ 我知道我們控制何時從內存中釋放動態變量 ）

Answer 1

運算符sizeof是一個編譯時構造（VLA參數除外）。 它以字節為單位告訴您對象大小，因為它知道確切的編譯時對象類型。 當你知道確切的類型，大小也立即知道。 無需在任何地方單獨存儲元素數量。

你的聲明

int array[] = {1,2,3};

相當於

int array[3] = {1,2,3};

意味着該array具有int[3]類型。 所以你的sizeof(array)被解釋為sizeof(int[3]) ，編譯器會立即知道它。

sizeof不知道也不關心你的任何“動態陣列”。 它所關心的是sizeof(ptr)操作符sizeof應用於指針。 所以它評估指針大小。

Answer 2

sizeof(...)不是函數調用。 它實際上並不在運行時執行 - 該值在編譯時被替換，因此實際編譯的是：

int array_length = 3;

dynamic_array_length的計算不正確。 您將指針的大小除以int的大小。 在你的情況下碰巧是相同的，結果得到1 。

您的動態數組以不同方式存儲 - 指針（在堆棧上）與數據（在堆上）分開。 第一個數組只是堆棧上的數據 - 內存地址是常量（對於該堆棧幀）並在需要時使用。

Answer 3

忽略VLA，自動數組的數組大小在編譯時是完全已知的，並且實際上是變量類型的一部分。 sizeof是對類型系統的查詢（在編譯時解析），類型系統在編譯時僅存在於編譯器內部數據結構中。 結果是實際的變量大小，它基本上被視為直接寫在源代碼中。

Answer 4

關於sizeof事情已經討論得足夠多了，我們知道它是一個編譯時的動作。

但事實上，確實有一些關於大小的東西存儲並在運行時用於動態變量。 否則free無法正常工作。

這是一個很好的參考： 如何做malloc和免費工作

Answer 5

您正在遇到C的一個不一致之處。數組只是一個指針，除非它已被聲明。 sizeof（somearray）的結果是不同的，這取決於sizeof是否在定義somearray的函數中使用。 在C中，一旦你離開定義，就不會知道除了數組中對象類型之外的任何東西。 這只是C編程容易出錯的眾多原因之一。

除C之外的大多數編程語言或從C派生的編程語言都維護一個數組描述符，其中包括維數，元素數，以及在某些情況下，數組邊界。

在動態數組的情況下，庫通常會在返回的內存中增加開銷（有時會在末尾添加額外的開銷）。 使用它以便庫可以知道釋放了多少內存。