为什么不工作变长数组作为全局？

Question

如果我将可变长度数组写为本地,如下所示:

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i=1;
    int a[i];
    printf("%zu",sizeof(a));
}

它在GCC编译器中运行良好.

但是,如果我将可变长度数组写为全局,如下所示:

#include <stdio.h>
int i=1;
int a[i];
int main()
{
    printf("%zu",sizeof(a));
}

然后,GCC编译器给出以下错误:

prog.c:4:5: error: variably modified 'a' at file scope
  int a[i];

Answer 1

从标准6.7.6.2

如果标识符被声明为具有静态或线程存储持续时间的对象,则它不应具有可变长度数组类型.

Answer 2

这是不允许的，因为除非它被限制到极端，否则它可能非常容易出错。考虑一下：

extern const int sz; // Another TU
int a[sz];

数组的大小取决于它和sz（在我们的例子中是另一个跨国单位）之间的初始化顺序。它可以产生一个 0 大小的数组（格式错误）。正在构建的程序的正确性不应该依赖于这些东西。

因此，如果我们将其大小限制为仅当前 TU 中的变量，我们最终会得到：

const int sz = 10;
int a[sz];

但为什么在这种情况下完全使用 VLA？只需使用常量表达式 10 指定大小。

这不是一个有用的功能。更不用说，正如@MM 指出的那样，它违背了轻松允许将静态数据预先构建到二进制文件中的设计目标。

Answer 3

你已经有了答案，但只是为了详细说明为什么部分，让我加上我的两分钱。

首先，关于生命周期：（引用C11，章节 §6.2.4/P2）

对象的生命周期是程序执行的一部分，在此期间保证为其保留存储空间。一个对象存在，有一个常量地址，33) 并在整个生命周期中保留其最后存储的值。 34)

然后，静态存储持续时间：（引用 P3）

一个对象，其标识符在没有存储类说明符的情况下声明 _Thread_local，并且具有外部或内部链接或存储类说明符static，具有静态存储持续时间。它的生命周期是程序的整个执行过程，它的存储值在程序启动之前只初始化一次。

和，链接：（第 6.2.3/P5 章）

[...] 如果对象的标识符声明具有文件范围且没有存储类说明符，则其链接是外部的。

所以，在这种情况下，a就是要有静态的存储期。

现在，根据定义，VLA 维度是在运行时获取的，因此编译器无法知道和分配内存/存储并在开始时对其进行初始化（在程序启动之前，根据静态存储持续时间的需要），因此这是一个冲突。

如C11第 6.7.6.2 章所述，标准明确禁止这样做。

[...] 如果标识符被声明为具有静态或线程存储持续时间的对象，则它不应具有可变长度数组类型。

Answer 4

因为标准是这么说的。但这不是很有帮助；原因为什么这不是标准允许，是所有文件范围的变量必须在main（）被调用之前被初始化。这反过来意味着它们必须仅由编译时常量组成。

VLA 的目的是在运行时获取大小。我们不能有一个大小在编译时和运行时都确定的数组。如果您需要文件范围内的可变大小数组，请使用指针，然后在运行时让它指向已分配的数组，例如使用 malloc() 分配的数组。