數組類型和用 malloc 分配的數組的區別

Question

今天我正在幫助我的一個朋友編寫一些 C 代碼，我發現了一些奇怪的行為，我無法向他解釋為什么會發生這種情況。 我們有一個包含整數列表的 TSV 文件，每行一個int 。 第一行是列表的行數。

我們還有一個帶有非常簡單的“readfile”的 ac 文件。 第一行被讀取到n ，即行數，然后有一個初始化：

int list[n]

最后是一個帶有fscanf的n循環。

對於小 n（直到 ~100.000），一切都很好。 但是，我們發現當 n 很大（10^6）時，會發生段錯誤。

最后，我們將列表初始化更改為

int *list = malloc(n*sizeof(int))

一切順利，即使n非常大。

有人可以解釋為什么會發生這種情況嗎？ 是什么導致int list[n] ，當我們開始使用list = malloc(n*sizeof(int))時停止了？

Answer 1

這里有幾個不同的部分在起作用。

第一個是將數組聲明為

int array[n];

和

int* array = malloc(n * sizeof(int));

在第一個版本中，您聲明了一個具有自動存儲持續時間的對象。 這意味着數組只有在調用它的函數存在時才存在。 在第二個版本中，您將獲得動態存儲持續時間的內存，這意味着它會一直存在，直到它被free顯式釋放。

第二個版本在這里工作的原因是 C 通常如何編譯的實現細節。 通常，C 內存被分成幾個區域，包括堆棧（用於函數調用和局部變量）和堆（用於malloc ed 對象）。 堆棧的大小通常比堆小得多； 通常它大約是 8MB。 因此，如果您嘗試分配一個巨大的數組

int array[n];

那么您可能會超出堆棧的存儲空間，從而導致段錯誤。 另一方面，堆通常有很大的大小（例如，系統上可用的空間一樣多），因此對大對象進行malloc不會導致內存不足錯誤。

通常，要小心 C 中的可變長度數組。它們很容易超過堆棧大小。 首選malloc除非您知道大小很小，或者您確實只需要很短的時間數組。

希望這可以幫助！

Answer 2

int list[n]

為堆棧上的n整數分配空間，通常非常小。 在堆棧上使用內存比替代方案快得多，但它非常小，並且如果您執行諸如分配大數組或進行過深遞歸之類的操作，很容易使堆棧溢出（即分配太多內存）。 您不必手動釋放以這種方式分配的內存，這是由編譯器在數組超出范圍時完成的。

另一方面， malloc在堆中分配空間，與堆棧相比，該空間通常非常大。 您將不得不在堆上分配更多的內存以耗盡它，但是在堆上分配內存比在堆棧上分配內存要慢得多，並且您必須在完成使用后通過free手動釋放它它。

Answer 3

int list[n] 將數據存儲在堆棧中，而 malloc 將其存儲在堆中。

棧是有限的，沒有多少空間，而堆要大得多。

Answer 4

int list[n]是一個 VLA，它在堆棧上而不是在堆上分配。 您不必釋放它（它會在函數調用結束時自動釋放）並且分配速度很快，但正如您所發現的，存儲空間非常有限。 您必須在堆上分配更大的值。

Answer 5

此聲明在堆棧上分配內存

    int list[n]

malloc 在堆上分配。

堆棧大小通常小於堆，因此如果在堆棧上分配太多內存，則會出現堆棧溢出。

另請參閱此答案以獲取更多信息

Answer 6

假設您的實現中有一個典型的實現，很可能是：

int list[n]

堆棧上的已分配列表，其中：

int *list = malloc(n*sizeof(int))

在堆上分配的內存。

在堆棧的情況下，它們可以增長的大小通常是有限的（如果它們可以增長的話）。 在堆的情況下仍然有一個限制，但這往往在很大程度上和（廣泛地）受您的 RAM+交換+地址空間的限制，通常至少要大一個數量級，如果不是更多。

Answer 7

如果您使用的是 linux，則可以將 ulimit -s 設置為更大的值，這也可能適用於堆棧分配。 在堆棧上分配內存時，該內存會一直保留到函數執行結束。 如果在堆上分配內存（使用 malloc），則可以隨時釋放內存（甚至在函數執行結束之前）。

通常，堆應該用於大內存分配。

Answer 8

當您使用malloc分配時，內存是從堆分配的，而不是從堆棧分配的，堆棧的大小受到更多限制。

Answer 9

   int array[n];

這是一個靜態分配數組的例子，在編譯時數組的大小是已知的。 並且該數組將在堆棧上分配。

   int *array(malloc(sizeof(int)*n);

這是一個動態分配數組的例子，用戶在運行時就知道數組的大小。 並且該數組將在堆上分配。