(Standardese) 数组大小技术问题

Question

我们知道一个数组的大小一定是一个

constant expression

。 我们也知道

constant expression

可以在编译时求值，但不能保证它会在编译时求值。

所以现在......假设

foo()

可用作常量表达式： 如果编译器（无论出于何种原因，真的）在这个假设的场景中没有在编译时评估

foo()

调用，会发生什么？数组将如何“初始化”？这会是 VLA 的情况吗？或者它会被认为是“未知边界的数组”？

int myArray[foo()]; // assume the compiler doesn't evaluate foo() at compile time, because it's not mandatory...?

编辑：看这个例子：

constexpr int foo() {
    // constexpr: CAN be evaluated at compile time
    // Not mandatory for it to BE evaluated at compile time (??)
    return 5;
    // A conforming compiler might still decide to evaluate this at run-time, no?

}

int main() {
    // A compiler might decide to NOT evaluate foo() at compile time
    // So what...?
    int myArray[foo()];
};

Answer 1

写作时

int myArray[foo()];

这是声明具有已知边界的数组的语法形式。标准规定在这样的声明中用于数组大小的表达式必须是一个 converted constant expression of type

std::size_t

.

如果不是这样的常量表达式，那么程序是病式的。该标准要求编译器发出诊断，并且不需要任何关于此类程序行为的其他信息。

如果是这样的常量表达式，则指定声明将

myArray

声明为大小为X的

int

的array类型的对象，其中

X

是

foo()

的（转换）值。

标准的其余部分描述了给定大小的数组的行为方式，例如如何访问索引

0

到

X-1

处的元素，它们的

sizeof

是

X

等等。编译器必须确保执行程序的行为符合根据这些规则的标准描述。

这就是常量表达式的全部含义。实施不需要其他任何东西。

如何指定数组的方式意味着如果编译器想要有效地实现数组，它实际上需要知道常量表达式

foo()

的值。例如，否则它将无法在堆栈上保留足够的内存，否则将需要做一些低效的事情，例如使用运行时计算值调用

alloca

。编译器没有理由要这样做。

另外，因为编译器需要诊断

foo()

是否是常量表达式，这本身就有效地需要对表达式进行全面评估，如果编译器不存储计算值而不是在运行时重新计算它来实现，那将是愚蠢的一些不寻常的低效形式或数组。

归根结底，数组的正常实现，数组的大小根本不是运行时存在的量。数组的大小始终由其声明中的常量表达式固定。在格式良好的 C++ 程序中，同一个数组声明不能有两种不同的大小。因此，在实现中保持变量也是没有意义的。

此外，标准 C++ 中没有 VLA，并且声明不使用未绑定数组的形式，因此两者都不是。它只是一个大小为

5

.

的数组的声明