C语言变长数组：使用变量指明数组的长度

在《C语言的三套标准?C89、C99和C11》一节中我们讲到?目前经常使用的C语言有三个版本?分别是 C89、C99 和 C11。C89?也称 ANSI C?是较早的版本?也是最经典的版本?国内大学几乎都是以该版本为基础进行授课。C99 和 C11 是后来对 C89 的升级?增添了一些新内容?不多??语法更加灵活了?同时兼容 C89。

各种编译器都能很好地支持 C89 标准?但对 C99 的支持却不同?开源组织的 GCC 和 Xcode 使用的 LLVM/Clang 已经支持了大部分?几乎全部?的 C99 标准?而微软的 VC、VS 对 C99 却不感兴趣?直到后来的 VS2013、VS2015、VS2017 才慢慢支持?而且支持得还不好。

为什么要讨论这个问题呢?因为 C89 和 C99 对数组做出了不同的规定?

在 C89 中?必须使用常量表达式指明数组长度?也就是说?数组长度中不能包含变量?不管该变量有没有初始化。

而在 C99 中?可以使用变量指明数组长度。

下面的代码使用常量表达式指明数组长度?在任何编译器下都能编译通过?

下面的代码使用变量指明数组长度=在 GCC 和 Xcode 下能够编译通过=而在 VC 和 VS=包括 VC 6.0、VS2010、VS2013、VS2015、VS2017 等=下都会报错=

在实际编程中=有时数组的长度不能提前确定=如果这个变化范围小=那么使用常量表达式定义一个足够大的数组就可以=如果这个变化范围很大=就可能会浪费内存=这时就可以使用变长数组。请看下面的代码=

在 GCC 和 Xcode 下的运行结果=

Input string length: 100↙

Input a string: http://c.biancheng.net/cpp/u/jiaocheng/↙

http://c.biancheng.net/cpp/u/jiaocheng/

变量的值在编译期间并不能确定=只有等到程序运行后=根据计算结果才能知道它的值到底是什么=所以数组长度中一旦包含了变量=那么数组长度在编译期间就不能确定了=也就不能为数组分配内存了=只有等到程序运行后=得到了变量的值=确定了具体的长度=才能给数组分配内存=我们将这样的数组称为变长数组(VLA, Variable Length Array)。

普通数组=固定长度的数组=是在编译期间分配内存的=而变长数组是在运行期间分配内存的。

变长数组仍然是静态数组

注意=变长数组是说数组的长度在定义之前可以改变=一旦定义了=就不能再改变了=所以变长数组的容量也是不能扩大或缩小的=它仍然是静态数组。以上面的代码为例=第 8 行代码是数组定义=此时就确定了数组的长度=在此之前长度可以随意改变=在此之后长度就固定了。

一种“自欺欺人”的写法

有些初学者在使用变长数组时会像下面一样书写代码=

先定义一个变量 n 和一个数组 arr=然后用 scanf() 读入 n 的值。有些初学者认为=scanf() 输入结束后=n 的值就确认下来了=数组 arr 的长度也随即确定了。这种想法看似合理=其实是蛮不讲理=毫无根据。

从你定义数组的那一刻起=也就是第二行代码==数组的长度就确定下来了=以后再也不会改变了=改变 n 的值并不会影响数组长度=它们之间没有任何“联动”关系。用 scanf() 读入 n 的值=影响的也仅仅是 n 本身=不会影响数组。

那么=上面代码中数组的长度究竟是什么呢=鬼知道=n 是未初始化的局部变量=它的值是未知的。

修改上面的代码=将数组的定义放到较后就没问题了=

在定义数组之前就输入 n 的值=这样输入的值才有用武之地。