Question

我可以在堆栈上创建一个可变大小的C风格数组，没有任何问题：

void f(int n) {
  float data1[n]; // OK
}

但我不能对std::array执行相同的操作：

void f(int n) {
  std::array<float,n> data2; // error: ‘n’ is not a constant expression
}

以下示例更全面地说明了我的观点：

#include <array>
#include <cstdio>

template<int N>
class A{
  public:
    void print() { 
      printf("data[0]: %2.2f\n", data[0]);
    }
  private:
    float data[N];
};

void f(int n) {
  float data1[n]; // OK
  std::array<float,n> data2; // error: ‘n’ is not a constant expression
  A<n> data3; // error: ‘n’ is not a constant expression
}

int main(int argc, char **argv) {
  f(3);
}

我的问题：有没有办法在堆栈上严格创建一个可变大小的类/结构？如果是这样，怎么样？如果没有，这仅仅是因为规范还是因为技术原因而被禁止？

Answer 1

您正在将苹果与橙子进行比较。

当你使用variable-length array时，你会引用一个来自旧时代的特性（在C99中引入），它允许在堆栈上分配数组，而不需要在编译时知道大小。这是由编译器完成的，只需在运行时保留所需的堆栈大小，而不是预先计算位移。

如果我没记错的话，它实际上已经在C ++ 11中降级为可选功能状态（而C11带来了它）。

然后你有std::array<T,size_t>这是完全不同的东西。使用编译时类型/值来实例化template和是必需的。所以你根本无法做你想做的事。

重点是C ++是一种允许您避免使用VLA的语言，因为您有std::vector和动态分配。

如果你真的想在堆栈上分配东西，你必须寻找99.9％的时间不需要特定和肮脏的技巧，比如放置新的alloca（在任何情况下都是非标准的），例如：

void *reserved = alloca(sizeof(MyClass));
new (reserved) MyClass();

Answer 2

std::array不是“可变大小的类/结构”。这是一个模板。它碰巧实现了一个数组容器，其长度由第二个模板参数指定，但这与“一个可变大小的类/结构”不同。

std::array模板的第二个参数必须是常量值。模板参数可以是类，也可以是常量值。它不能是非常数值。这就是模板的工作方式。

您可能想要的是std::vector。声明它，并resize()它。这是你的大小不一的数组。

Answer 3

有没有办法在堆栈上严格创建一个可变大小的类/结构？

没有。 C ++标准中不支持可变大小的class / struct，因此无法在任何地方创建它们。也就是说，您可以创建一个class / struct，其中最终数据成员是一个数组，并故意超出数组维度。这个技巧在C中被称为“结构黑客” - 请参阅FAQ。它的未定义行为是否取决于您的实现。您可以将其与alloca和展示位置 - new结合使用，以在堆栈上创建此类变量，但如果您的程序依赖于任何一方，则应谨慎地手动delete析构函数的影响。

如果没有，这仅仅是因为规格还是因为技术原因而被禁止？

原因是表现。通常，可以使用堆栈指针CPU寄存器加上常量偏移来访问堆栈上的变量，编译器可以在编译器时为任何给定的本地/自动变量计算。当堆栈上有可变长度内容时，之后的局部变量不再处于堆栈指针寄存器的固定偏移量，这意味着编译器必须生成代码以添加各种值，以便计算访问时的运行时偏移量变量。当您有多个可变长度的堆栈托管变量时，问题会复合，性能会进一步降低。为了避免程序员产生意外缓慢的代码，并使编译器更简单，标准不需要支持可变长度类型。

堆栈上的可变大小的对象

3 个答案: