Question

2011年标准明确规定......

6.7.6.2数组声明符


如果size是一个不是整数常量表达式的表达式：如果它出现在a中   在函数原型范围内的声明，它被视为被替换为   *;除此以外，   每次评估时，它的值应大于零。每个实例的大小   可变长度数组类型在其生命周期内不会改变。如果size表达式是sizeof运算符的操作数的一部分，并且更改size表达式的值不会影响运算符的结果，则无论是否指定   评估大小表达式。

它的设计，但以下代码似乎是合理的。

size_t vla(const size_t x) {

  size_t a[x];
  size_t y = 0;

  for (size_t i = 0; i < x; i++)
    a[x] = i;

  for (size_t i = 0; i < x; i++)
    y += a[i % 2];

  return y;
}

Clang似乎为它生成合理的x64程序集（没有优化）。显然索引零长度VLA并没有意义，但访问超出边界会调用未定义的行为。

为什么零长度数组未定义？

Answer 1

int i = 0;
int a[i], b[i];

a == b？它不应该是 - 它们是不同的对象 - 但避免它是有问题的。如果您无条件地在a和b之间留出空隙，则会在i > 0案例中浪费空间。如果您检查i == 0是否只留下差距，那么您就会在i > 0案例中浪费时间。

多维数组会变得更糟：

int i = 0;
int a[2][i];

你可以在两个变量之间填充，但你可以在哪里填充？如果不打破sizeof (int[2][i]) == 2 * i * sizeof (int)的不变量，就无法做到这一点。如果您没有填充，则a[0]和a[1]具有相同的地址，并且您正在打破其他重要的不变量。

这是一个不值得定义的头痛。

Answer 2

虽然我们可以看到gcc supports zero length arrays an extension，但显然它们很有用。从标准的角度来看，它似乎会产生一些问题，因为现在每个对象都应该有一个唯一的地址。我们可以从C99和C11标准草案6.5.9中的平等运算符中看出这一点：

两个指针比较相等，当且仅当两个都是空指针时，两个指针都指向相同的对象（包括指向对象和开头的子对象的指针）或函数，两者都是指向同一个数组对象的最后一个元素之后的指针，或者一个是指针到一个数组对象的末尾，另一个是指向另一个数组对象的开头的指针紧接着地址中第一个数组对象的数组对象 space.94）

所以这需要一些特殊的外壳，并且可以使用替代方法提供大多数有用的功能，例如flexibile数组。

它也可能需要在其他地方进行更改，如M.M.在6.3.2.1 Lvalues，数组和函数指示符中指出数组到指针衰减：

[...]表达有类型''数组''转换为类型为''指向类型'指针的表达式到数组对象的初始元素，而不是左值[...]

这似乎需要进行一些非平凡的改变才能获得最小的额外收益。

Answer 3

看C标准：

C11-6.7.6.2数组声明符（p1）：

[...]如果表达式是常量表达式，它的值应大于零。 [...]

（P5）：

如果size是一个不是整数常量表达式的表达式：如果它出现在函数原型范围的声明中，则将其视为由*替换;否则，每次评估时，的值应大于零。 [...]

4。一致性：

如果＆＃34;应该＆＃34;或＆＃34;不得＆＃34;违反约束或运行时约束之外的要求，行为未定义。未定义的行为在本国际标准中以“未定义的行为”字样表示。或遗漏任何明确的行为定义。 这三者的重点没有区别;他们都描述了未定义的行为＆＃34; 。

因此，声明零大小的数组会导致程序的未定义行为。

为什么零长度VLA UB？

3 个答案:

C11-6.7.6.2数组声明符（p1）：

（P5）：

4。一致性：