变长数组-C99新特性

C99允许我们在任何地方定义变量，并且支持不定长数组的定义，即，我们可以使用变量来定义我们的数组。这就使得我们可以在程序运行过程中根据实际需要来定义数组长度。

变长数组被当做特殊的局部变量，相对于普通局部变量，它的位置总是在栈的低地址处。

摘自http://hi.baidu.com/zotin/item/a7149aad7003d99f14107366的一个例子，进行了少许的修改，源文件名字为varray.c：

#include 
#include 
#define println(fmt, ...) printf(fmt "\n" ,##__VA_ARGS__)

int main()
{
        int n;
        println("input a natural number:");
        scanf("%d", &n);
        int nums[n-1];
        for(int i=0; i 0)
                {
                        for(int j=i*2; j 0) {
                        printf("%4d ", i);
                        if(lineCount++ == 10) {
                                printf("\n");
                                lineCount = 0;
                        }
                }
        printf("\n");
        return 0;
}

使用我常用的gcc进行编译：gcc -g -o varr varray.c --std=c99

 

注：如果不使用--std=c99选项，将导致编译错误。现将错误放在下面，仅供参考：

varray.c: In function ‘main’:
varray.c:11: error: ‘for’ loop initial declaration used outside C99 mode
varray.c:14: error: redefinition of ‘i’
varray.c:11: error: previous definition of ‘i’ was here
varray.c:14: error: ‘for’ loop initial declaration used outside C99 mode
varray.c:17: error: ‘for’ loop initial declaration used outside C99 mode
varray.c:24: error: redefinition of ‘i’
varray.c:14: error: previous definition of ‘i’ was here
varray.c:24: error: ‘for’ loop initial declaration used outside C99 mode

gcc默认是C89，如果使用C99新特性，需要添加C99选项。

 

关于变长数组http://bbs.csdn.net/topics/90350681中有这样的说法：

 

当有多个变长数组分配时，也就是编译器不能用仅有的几个寄存器保存当前的esp时，编译器就会划分一块区域(这块区域也在栈中，而且是先于变长数组分配划分好的）来记录每个数组的首地址。例如，我昨晚试验的程序有９个变长数组，前三个数组的首地址存在三个通用寄存器中，而后面的6个的首地址则放在比如说ebp-40，ebp-44，ebp-48...的位置。然后如果引用第四个数组的元素，比如源代码是ar4[1] = 1；编译器会先取ebp-40的内容到一个临时寄存器，再用该值索引数组。也就是有类似如下的汇编代码：
movl (%ebp-40), %eax
movl $1,        4(%eax)

也就是说，从一个单一的概念模型上来说，对于碰到变长数组的情形，编译器可以按一个指针的大小为其预留一个slot，然后到运行的时候esp-eax分配了空间以后，把当前esp，即数组的首地址放入到这个slot中。以后对数组的引用，就要进行两次访存，一次取到数组的首地址，一次访问真正的数组元素。这与以前的数组访问的开销是不同的，以前的数组元素访问之需要一次访存操作，而变长数组的下标访问有点类似于指针的下标访问了。

变长数组的存储分配是在运行时，并且访问也需要两次访存，比原来的数组访问开销要大，但它与动态分配malloc还是有区别的。由于变长数组分配在栈中，只需要改变esp的值就能达到分配的目的，而malloc分配则需要runtime system来进行heap management,也就是说分配的时候需要一定的search operation来得到一块连续的存储，而释放的时候也要执行相应的代码来使得这块存储available for future use。所以，变长数组的开销还是小于malloc的。