为什么我们不能拥有大的 VLA 并（部分）取代 malloc

Question

通常，当我们事先不知道所需的大小时，我们使用 malloc() ，如下所示（删除检查/错误处理等）：

FILE * fp = fopen(path, "rb");
fseek(fp, 0, SEEK_END);
ssize_t length = ftell(fp);
rewind(fp);
char* buffer = malloc(length * sizeof(char));
fread(buffer, 1, *length, fp);
fclose(fp);
free(buffer);

我们需要使用char* buffer = malloc(length * sizeof(char));而不是char buffer[length];因为堆栈的大小非常有限。我的问题是，由于 C 支持可变长度数组，至少对于局部变量来说，是什么阻止我们使堆栈变得更大而只使用堆栈内存呢？

我确实在这里找到了答案。它提出了一个有效的观点：malloc有一个接口可以报告内存的不可用性。但这是唯一char* buffer = malloc(length * sizeof(char));;有效和char buffer[length];无效的原因吗？

让我总结一下评论/答案提出的一些观点：

0. malloc()返回NULL表示分配失败，而VLA没有这种设计，所以只有系统内存耗尽时程序才会崩溃；
1. 由于其本地作用域，我们无法将本地 VLA 从被调用者函数返回给调用者；
2. 我们不能realloc()动态调整VLA的大小；
3. VLA 不是 ISO C 标准中的必需功能，因此某些平台可能不支持它。

（但如上面的例子所示，在很多情况下，我们只是想要一个巨大的本地VLA，其大小在运行时已知，但一旦知道就永远不会改变。但我们仍然必须使用malloc()它）

编辑： 许多人发现问题的意图不清楚，“为什么这么麻烦而不只是使用malloc()？”。目的很简单：我试图减少（如果消除不切实际）的使用，malloc()以便我们节省一些精神负担，以确保所有返回路径 free() 我的malloc()ed 内存。它有点像 C 中的本地化/基本 RAII。

Answer 1

一个主要原因是：VLA 的生命周期与任何本地定义的数组一样，一旦定义的范围结束，它的生命周期也结束。因此，您不能使用它从函数返回内存块。

例如，这是无效的：

int *get_array(size_t size)
{
    int array[size];
    return array;
}

但这很好：

int *get_array(size_t size)
{
    int *array = malloc(size * sizeof *array);
    return array;
}

如果您需要依赖于本地创建的变量，您也无法创建超过一个小尺寸的链​​接列表。

struct list node1 = { 1, NULL };
struct list node2 = { 2, &node1 };
struct list head = { 3, &node2 };

这只在事情变得难以处理之前就到此为止。再次，存在返回局部变量地址的问题。

struct list *get_node(int value)
{
    struct list node = { value, NULL };
    return &node;     // INVALID
}