And*_*nck 311 c++ arrays standards variable-length variable-length-array
在过去的几年里,我并没有非常使用过C语言.当我今天读到这个问题时,我遇到了一些我不熟悉的C语法.
显然在C99中,以下语法有效:
void foo(int n) {
int values[n]; //Declare a variable length array
}
这似乎是一个非常有用的功能.有没有关于将它添加到C++标准的讨论,如果是这样,为什么它被省略？
一些潜在的原因:
C++标准规定数组大小必须是常量表达式(8.3.4.1).
是的,当然我意识到在玩具示例中可以使用std::vector<int> values(m);,但这会从堆中分配内存而不是堆栈.如果我想要一个多维数组,如:
void foo(int x, int y, int z) {
int values[x][y][z]; // Declare a variable length array
}
该vector版本变得很笨拙:
void foo(int x, int y, int z) {
vector< vector< vector<int> > > values( /* Really painful expression here. */);
}
切片,行和列也可能遍布整个内存.
看一下comp.std.c++这个问题的讨论很明显,这个问题在争论的两个方面都有一些非常重要的名字引起争议.毫无疑问,a std::vector总是更好的解决方案.
Quu*_*one 201
(背景:我有一些实现C和C++编译器的经验.)
C99中的可变长度阵列基本上是一个失误.为了支持VLA,C99必须对常识作出以下让步:
sizeof x不再总是编译时常量; 编译器有时必须生成代码以sizeof在运行时评估-expression.
允许二维VLA(int A[x][y])需要一种新语法来声明将2D VLA作为参数的函数:void foo(int n, int A[][*]).
在C++世界中不那么重要,但对于C的嵌入式系统程序员的目标受众来说非常重要,声明VLA意味着扼杀任意大量的堆栈.这是一个保证堆栈溢出和崩溃.(无论何时你声明int A[n],你都隐含断言你有2GB的堆栈需要备用.毕竟,如果你知道" n这里肯定小于1000",那么你只需要声明int A[1000].用32位整数n代替1000是一个承认你不知道你的程序的行为应该是什么.)
好的,让我们现在开始讨论C++.在C++中,我们在C89所做的"类型系统"和"价值系统"之间有着相同的强烈区别......但我们真的开始以C没有的方式依赖它.例如:
template<typename T> struct S { ... };
int A[n];
S<decltype(A)> s; // equivalently, S<int[n]> s;
如果n不是编译时常量(即,如果A是可变修改类型),那么究竟是什么类型S？会S的类型也只能在运行时确定？
那这个呢:
template<typename T> bool myfunc(T& t1, T& t2) { ... };
int A1[n1], A2[n2];
myfunc(A1, A2);
编译器必须为某些实例化生成代码myfunc.该代码应该是什么样的？如果我们不知道A1编译时的类型,我们如何静态生成该代码？
更糟糕的是,如果它在运行时结果n1 != n2是!std::is_same<decltype(A1), decltype(A2)>()什么呢？在那种情况下,调用myfunc 甚至不应该编译,因为模板类型扣除应该失败!我们怎么可能在运行时模拟这种行为？
基本上,C++正朝着将越来越多的决策推向编译时的方向发展:模板代码生成,constexpr功能评估等.同时,C99正忙于将传统的编译时决策(例如sizeof)推送到运行时.考虑到这一点,尝试将C99风格的VLA集成到C++ 中是否真的有意义？
正如每个其他的回答者已经指出的那样,当你真正想要传达"我不知道我可能需要多少RAM"的想法时,C++提供了许多堆分配机制(std::unique_ptr<int[]> A = new int[n];或者std::vector<int> A(n);是显而易见的).C++提供了一个漂亮的异常处理模型,用于处理不可避免的情况,即您需要的RAM量大于您拥有的RAM量.但希望这个答案让你很好地了解为什么C99风格的VGA 不适合C++ - 而且实际上并不适合C99.;)
有关该主题的更多信息,请参阅N3810"阵列扩展的替代方案",Bjarne Stroustrup的2013年10月关于VLA的论文.Bjarne的POV与我的非常不同; N3810更侧重于为事物找到一个好的C++ ish 语法,并且不鼓励在C++中使用原始数组,而我更关注元编程和类型系统的含义.我不知道他是否认为元编程/类型系统的含义已经解决,可解决或仅仅是无趣的.
Joh*_*itb 192
最近在usenet上开始讨论这个问题:为什么C++ 0x中没有VLA.
我同意那些似乎同意必须在堆栈上创建潜在大型数组的人,这通常只有很少的可用空间,并不好.参数是,如果您事先知道大小,则可以使用静态数组.如果您事先不知道大小,则会编写不安全的代码.
C99 VLA可以提供一个很小的好处,即能够创建小型数组而不浪费空间或为未使用的元素调用构造函数,但它们会对类型系统引入相当大的更改(您需要能够根据运行时值指定类型 - 这当前的C++中尚不存在,除了new运算符类型说明符,但它们是专门处理的,因此运行时不会逃避new运算符的范围).
您可以使用std::vector,但它不完全相同,因为它使用动态内存,并使其使用自己的堆栈分配器并不是非常容易(对齐也是一个问题).它也没有解决同样的问题,因为向量是可调整大小的容器,而VLA是固定大小的.在C++动态阵列提议旨在介绍基于库的溶液,作为替代基于VLA的语言.但是,据我所知,它不会成为C++ 0x的一部分.
Pfh*_*yer 24
如果您愿意,您可以始终使用alloca()在运行时在堆栈上分配内存:
void foo (int n)
{
int *values = (int *)alloca(sizeof(int) * n);
}
在堆栈上分配意味着当堆栈展开时它将自动释放.
快速说明:正如在用于alloca(3)的Mac OS X手册页中所提到的,"alloca()函数依赖于机器和编译器;它的使用是不受欢迎的." 你知道吗
小智 13
在我自己的工作中,我意识到每次我想要像可变长度自动数组或alloca()这样的东西时,我并不在乎内存实际位于cpu堆栈上,只是因为它来自一些堆栈分配器不会导致慢速跳转到一般堆.所以我有一个每线程对象拥有一些内存,可以从中推送/弹出可变大小的缓冲区.在某些平台上,我允许它通过mmu增长.其他平台具有固定大小(通常伴随着固定大小的CPU堆栈,因为没有mmu).我使用的一个平台(掌上游戏机)无论如何都拥有宝贵的小CPU堆栈,因为它存在于稀缺,快速的内存中.
我不是说永远不需要将可变大小的缓冲区推送到cpu堆栈上.老实说,当我发现这不是标准时,我感到很惊讶,因为这个概念似乎很适合语言.但对我来说,"可变大小"和"必须物理上位于cpu堆栈"的要求从未出现过.这是关于速度的,所以我制作了自己的"数据缓冲区的并行堆栈".
Vik*_*ehr 12
似乎它将在C++ 14中提供:
https://en.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B14#Runtime-sized_one_dimensional_arrays
更新:它没有进入C++ 14.
Ben*_*son 11
在某些情况下,与执行的操作相比,分配堆内存非常昂贵.一个例子是矩阵数学.如果你使用小型矩阵说5到10个元素并做很多算术,那么malloc开销将非常重要.同时使大小成为编译时间常数看起来非常浪费且不灵活.
我认为C++本身是不安全的,"试图不添加更多不安全功能"的论点并不是很强烈.另一方面,由于C++可以说是运行时效率最高的编程语言特性,因此它更有用:总是有用的:编写性能关键程序的人在很大程度上使用C++,并且他们需要尽可能多的性能.将东西从堆移到堆栈就是这种可能性.减少堆块的数量是另一个.允许VLA作为对象成员是实现此目的的一种方法.我正在研究这样的建议.诚然,实施起来有点复杂,但似乎很可行.