Question

这是一个简短的C程序，它提示用户输入一个数字，创建一个具有该大小的整数的可变长度数组，然后使用指针算法来跳过已分配的元素：

#include <stdio.h>

int main() {
    /* Read a size from the user; inhibits compiler optimizations. */
    int n;
    scanf("%d", &n); // Yes, I should error-check. :-)

    /* We now have a VLA. */
    int arr[n];

    /* What is the type of &arr? */
    void* ptr = (&arr) + 1;

    /* Seems like this skipped over things properly... */
    printf("%p\n", arr);
    printf("%p\n", ptr);
}

如果您愿意，可以试用on ideone。输出表明该行

void* ptr = (&arr) + 1;

获取arr的地址，并以尺寸感知的方式跨越可变长度数组中的所有n个元素。

如果这不是一个可变长度数组，我会完全放心它是如何工作的。编译器会知道arr的类型（对于某个常量int (*) [K]，它将是K），因此当我们向&arr添加一个时，它可以跳过正确的数量字节。

很明显，在运行时，我们如何评估(&arr) + 1。编译器在堆栈的某处隐藏arr的大小，当我们向(&arr)添加一个时，它知道加载该大小以计算要跳过的字节数。

然而，我不知道的是语言所表达的&arr表达式的类型。它是否分配了一些静态类型，表明它是一个可变长度数组（类似int (*) [??]）？规范是否说“表达式的类型是int (*) [K]，其中K是在运行时分配给数组的大小？”规范是否禁止获取可变长度数组的地址，编译器恰好允许它？

Answer 1

对于VLA，sizeof运算符不是编译时常量。它在运行时进行评估。在您的问题中，&arr的类型为int (*)[n]; - 指向n类型int数组的指针，其中n是运行时值。因此，正如您所注意到的那样，&arr + 1（括号内不需要括号，除了括号内的注释，注明不需要括号）是arr之后数组的开头 - 地址超出sizeof(arr)个字节arr的价值。

您可以打印arr的大小;它会给你合适的大小（printf()修饰符z）。您可以打印&arr + 1和arr之间的差异，并将大小设为ptrdiff_t（printf()修饰符t）。

因此：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int n;
    if (scanf("%d", &n) == 1)
    {
        int arr[n];

        void* ptr = (&arr) + 1;

        printf("%p\n", arr);
        printf("%p\n", ptr);
        printf("Size: %zu\n", sizeof(arr));
        printf("Diff: %td\n", ptr - (void *)arr);
    }
    return 0;
}

两个样本运行（程序名称vla59）：

$ vla59
23
0x7ffee8106410
0x7ffee810646c
Size: 92
Diff: 92
$ vla59
16
0x7ffeeace7420
0x7ffeeace7460
Size: 64
Diff: 64
$

无重新编译 - 但每次运行程序时sizeof()都是正确的。它是在运行时计算的。

实际上，您甚至可以每次使用不同大小的循环：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int n;
    while (printf("Size: ") > 0 && scanf("%d", &n) == 1  && n > 0)
    {
        int arr[n];

        void* ptr = (&arr) + 1;

        printf("Base: %p\n", arr);
        printf("Next: %p\n", ptr);
        printf("Size: %zu\n", sizeof(arr));
        printf("Diff: %td\n", ptr - (void *)arr);
    }
    return 0;
}

vla11的示例运行：

$ vla11
Size: 23
Base: 0x7ffee3e55410
Next: 0x7ffee3e5546c
Size: 92
Diff: 92
Size: 16
Base: 0x7ffee3e55420
Next: 0x7ffee3e55460
Size: 64
Diff: 64
Size: 2234
Base: 0x7ffee3e53180
Next: 0x7ffee3e55468
Size: 8936
Diff: 8936
Size: -1
$

在C中指向可变长度数组的指针的类型是什么？

1 个答案: