Question

在this answer中，用户报告他的g ++版本编译了VLA，以及this question。在我的编译器上，这也有效（具有该扩展），但是如果我想将这样的数组声明为类成员，例如

中的position和velocity

class PSO
{
    private:
        static double * data;
        static int len;
        static int dim;
        double position [dim];
        double velocity [dim];

        double get_min();
        double get_max();
        void copy_data(double data *);

//...

它无法编译。这是什么原因？为什么编译器扩展允许main函数中的VLA，而不是类成员的声明？

附录

我正在使用gcc 4.8.2

修改

我知道我应该使用std::vector或指针，但我想知道为什么它会在main函数中编译而不是在类声明中编译。

编辑2

要清楚，这会编译（在我的情况下）

int main()
{
    int size;
    double data [size];

    size = 5;

    return 0;
}

这与完全完全相同，因为我在数组声明之前没有std::cin >> size语句。有没有其他人在他们的编译器中有这个（怪癖）？

Answer 1

VLA（可变长度数组）是1999 ISO C标准中添加到C语言的功能（并且根据2011标准可选）。 C ++标准尚未采用它们。

C ++中的VLA是gcc扩展。它们非常基于相同功能的C版本。 g ++不允许VLA作为类成员的很大一部分原因是C没有类。它确实具有与类非常相似的结构，但C不允许在结构中使用VLA。

将VLA实现为具有自动存储持续时间的对象（非static局部变量）相对简单。通过在遇到声明时评估[和]之间的表达式来确定数组的长度，并确定必须分配多少空间（通常在堆栈上）。解除分配VLA通常是在离开声明对象的块时拆除堆栈帧的一部分。

作为班级或结构成员的VLA会更复杂。在您的示例中：

class PSO {
    ...
    static int dim;
    double position [dim];
    double velocity [dim];
};

每次创建position对象时，必须使用当前值velocity来分配PSO和dim成员来确定长度。如果dim没有为其分配值，那么它将是0 - 并且C和C ++都不允许零长度数组。如果已分配值，则必须在运行时计算velocity的偏移量;这并非不可能，但通常班级和工会的成员都有不断的抵消。大概position和velocity的长度将由创建dim对象时PSO的值确定 - 但dim可以在以后修改，使得很难确定任意PS0对象的数组长度。

将sizeof应用于VLA对象会在运行时计算大小。该大小通常存储在与VLA的类型关联的编译器创建的对象中。每个定义的VLA对象都有自己的类型。如果允许VLA作为类成员，则不同大小的数量可以是任意的，因为动态创建了多个PS0对象。

这些困难都不是不可克服的。例如，Ada允许记录（类似于C和C ++结构）的成员是数组，其长度可以根据记录类型的每个实例而变化：

type Rec(Length: Natural) is
    record
        S: String(1 .. Length);
    end record;

在C ++中支持这种语言扩展需要在编译器中进行大量工作。可能是gcc团队，因为他们必须为C实现VLA，因此决定以类似的方式为C ++实现它们将获得不错的回报而不需要太多努力。按照你的建议扩展它们需要相当多的工作（尤其是设计语义以便它们可以被一致地使用），因为它们可能没有考虑到足够的好处 - 特别是因为C ++在标准库容器类中具有更强大的功能

gcc对可变长度数组的支持描述为here，或者输入＆＃34; info gcc＆＃34;并搜索＆＃34;可变长度阵列＆＃34;。

Answer 2

所以，让我们先说清楚。 C ++中的可变长度数组是一个编译器扩展。这不是通过C ++标准直接支持的。

因此，这里有两种不同的VLA正在讨论。堆栈分配和最后一个结构成员分配。让我们一次处理一个。

堆叠分配

在这里，我们只是简单地谈论：

int main() {
    int length = 12;
    float array[length];
}

这非常简单。我们有一个指向我们当前正在使用的堆栈空间末尾的指针，当我们进入array声明时，我们会扩展它。

结构分配

这更复杂。支持的普通编译器扩展允许最后一个成员是可变长度数组。但我们只能以一种方式做到这一点：

struct MyObject {
    int x;
    float y;
    double z[]; // Note that we didn't give this any length!
};

现在。通过此对象sizeof()的大小是多少？它可能是8。此大小为数组z分配无空格。它假设它的长度为0.那么我们可以用它来做什么呢？

struct MyObject *object = malloc(sizeof(MyObject) + 8*sizeof(double));

这允许我们通过object->z数组访问8个双打。

现在，为什么我们不能做其他事情？

如果有足够的编译器扩展，我们可以做更多的事情。但问题是，一般来说，我们最多只想做一个指针加上一对（但是固定数量）的计算偏移到系统中的每个变量。这两个扩展并没有打破这种愿望。

您建议的代码怎么样？

允许这样的事情：

struct MyOtherObject {
    int dim;
    int x[dim];
    int y[dim];
};

可以工作。但是，这是一个更复杂的扩展。而且它不包括在内。有一些问题，比如能够在分配发生后更改dim。但最终，这些问题可以得到解决。

但编译器扩展不接受该代码，因为它超出了定义它的规范。

Answer 3

使用alloca /只修改堆栈指针来创建本地VLA非常容易。在一种类型中支持它有很多挑战（突破/指向成员等）。将其分配为对象的一部分将使其大小动态 - 使得赋值和指针算术等事情变得更加复杂。由于我们可以使用指向对象外部数据的指针，因此对于类型来说，它似乎不值得支持它。

Answer 4

这绝对是一种猜测，我最近主要使用C编程。也许是因为类和结构需要具有标准大小（以字节为单位），因此它们可以以固定间隔线性存储在内存中，同时也可以通过使用sizeof的代码进行遍历。如果他们允许VLA，那么一个对象可能有一个16字节的数组，而另一个对象可能有一个16000字节的数组。然后编译器如何使代码遍历不同长度的对象？我的猜测：它只是称这是一个错误，并没有打扰。

我确定你可以通过使用malloc和指针解决这个问题。

Answer 5

如果在运行时之前不知道数组的长度，则应使用指针。在您的示例中，将执行以下操作：

class PSO
{
    private:
        static double * data;
        static int len;
        static int dim;
        double* position;
        double* velocity;

        double get_min();
        double get_max();
        void copy_data(double data *);

    //...
}

然后，您将在代码中的某个位置实例化指针（例如PSO的构造函数），如下所示：

position = new double[dim];
velocity = new double[dim];

请记住，您不能在类定义中定义变量，只能声明它们。

不要忘记 - 因为您使用C ++编写，您还可以访问其他结构，例如vector，它可以在动态大小的数组中保存变量。

可变长度数组在main函数中编译，但不在类声明中编译？

5 个答案:

堆叠分配

结构分配

现在，为什么我们不能做其他事情？

您建议的代码怎么样？