子数组是不是保证线性分配？ [复制]

Posted 2023-02-21

【中文标题】子数组是不是保证线性分配？ [复制]

【英文标题】：Are Sub-Arrays Guaranteed to be Allocated Linearly? [duplicate]子数组是否保证线性分配？ [复制]

【发布时间】：2016-10-29 15:49:39

【问题描述】：

我知道this answer 违反了reinterpret_cast rules，但它也假定子数组将被线性分配。

我认为这并不能保证，但当我搜索标准时，我发现我的信心在动摇。如果我静态分配一个二维数组，像这样：

int foo[][4] =   5, 7, 8 ,
                  6, 6 ,
                 ,
                  5, 6, 8, 9  ;

我可以假设所有元素都将被线性分配吗？也就是说如果foo[0]在地址0x00000042，会：

foo[1]地址为0x00000052 foo[2] 位于地址 0x00000062 foo[3]在地址0x00000072

_{这些地址是十六进制的，是的，它们为 sizeof(int) == 4 的 4 元素子数组提供空间；它们可能会也可能不会被零初始化。}

【问题讨论】：

如果foo[0] 位于地址0x00000042，则foo[1] 将位于地址0x00000052，仅当sizeof(int) 为4 时。我怀疑你认为sizeof(int) 是4。

@NathanOliver 这绝对不是骗子，因为他mallocs 内存在一个循环中，所以你绝对不能保证这些子数组在内存中的布局。

@JonathanMee 问题不一样，但答案描述的是静态二维数组而不是动态分配的指针数组。因此我投了反对票。

@RSahu 好的我已经编辑了我认为我已经涵盖了所有基础......

【参考方案1】：

子数组是否保证线性分配？

是的。无论数组的元素是子数组还是非数组对象，都保证在内存中是连续存储的。

为完整起见，以下是标准报价：

[dcl.array]

[snip] 数组类型的对象包含一个连续分配非空的 N 个 T 类型子对象集。[snip]

T 是数组的情况也不例外。

---

所以我们知道const char[4] 不一定是这种情况。

相反，我们知道这是保证char[4]对象就像它保证其他类型一样。

例如：const char first[] = "foo"; char foo[][4] = "bar", "foo", "", "baz"

first 会这样存储在内存中：

'f', 'o', 'o', '\0'

foo 会这样存储：

'b', 'a', 'r', '\0', 'f', 'o', 'o', '\0', '\0', '\0', '\0', '\0', 'b', 'a', 'z', '\0'

那你为什么说这对于整数是有保证的？

保证int[4]、char[4] 和您可以想象的任何其他类型。

【讨论】：

所以我们知道const char[4] 不保证是这种情况。例如：const char first[] = "foo"; char foo[][4] = "bar", "foo", "", "baz" 那你为什么说这是保证ints 的呢？

@JonathanMee，如果您使用char foo[][4] = 'b', 'a', 'r', '\0', ...;，它们将会是。

@RSahu：即使您使用char foo[][4] = "bar", "foo", "", "baz"，它们也会如此——不知道他为什么不这么认为。

当你没有为数组提供足够的初始化器时，剩余部分不是未定义的，它是零填充的。将字符串用作初始化程序时不会出现异常，是吗？

@JonathanMee：等等，你的意思是当你创建两个具有相同值的字符串文字时，编译器会给它们相同的地址？它可能会，但这不是标准的保证。无论如何，根据我之前的评论，这是一个独立的问题。这只有在我们使用字符串字面量初始化指针时才有意义。

【参考方案2】：

来自 C 语言标准 ISO/IEC 9899 §6.2.5 Types/p20（Emphasis Mine）：

数组类型描述了一个连续分配的非空集合 具有特定成员对象类型的对象，称为元素类型。

同样来自 C 语言标准 ISO/IEC 9899 §6.5.2.1/p3 数组下标（Emphasis Mine）：

连续的下标运算符指定一个元素 多维数组对象。如果E 是一个 n 维数组（n >= 2) 尺寸为i x j x . . . x k，然后是E（用作其他 一个左值）被转换为一个指向(n - 1)维数组的指针 尺寸为j x . . . x k。如果应用一元 * 运算符 由于下标，显式或隐式指向此指针， 结果是指向的(n - 1)维数组，它本身 如果用作左值以外的值，则转换为指针。 它 由此得出，数组以行优先顺序存储（最后 下标变化最快）。

从上面我们可以得出结论，一个二维数组实际上是一个以行优先顺序存储的一维数组。

因此，可以安全地假设子数组的元素连续存储在内存中。