C语言：变长数组(VLA)

VLA

C99新增了变长数组（variable-length array VLA）,允许使用变量表示数组的维度。如下所示：

int quarters = 4;
int regions = 5;
double sales[regions][quarters];    // 一个变长数组（VLA）

变长数组有一些限制。变长数组必须是自动存储类别，这意味着无论在函数中声明还是作为函数形参声明，都不能使用static或extern存储类别说明符，而且不能再声明中初始化变长数组。最终C11把变长数组作为一个可选特性，而不是必须强制实现的特性。

注意：变长数组不能改变大小

变长数组中的“变”不是指可以修改已创建数组的大小。一旦创建了变长数组，它的大小则保持不变。这里的“变”指的是：在创建数组时，可以使用变量指定数组的维度。

下面我们来看一个简单的例子：如何编写一个函数，计算int的二维数组所有元素之和。

首先，要声明一个带二维变长数组参数的函数，如下所示：

int sum2d(int rows, int cols, int ar[rows][cols]); // ar是一个变长数组（VLA）

注意前两个形参（rows和cols）用作第3个形参二维数组ar的两个维度。因为ar的声明要使用rows和cols，所以在形参列表中必须在声明ar之前先声明这两个形参。

C99/C11标准规定，可以省略原型中的形参名，但是在这种情况下，必须用星号来代替省略的维度：

int sum2d(int, int, int arr[*][*]);

其次，该函数的定义如下：

int sum2d(int rows, int cols, int arr[rows][cols]) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < rows; ++i) {
        for (int j = 0; j < cols; ++j) {
            sum += arr[i][j];
        }
    }
    return sum;
}

下面程序演示了以变长数组作为形参的函数既可处理传统C数组，也可处理变长数组。

#include <stdio.h>

int sum2d(int, int, int arr[*][*]);

int main() {
    int rows = 10;
    int cols = 20;
    int arr[rows][cols];
    for (int i = 0; i < rows; ++i) {
        for (int j = 0; j < cols; ++j) {
            arr[i][j] = j;
        }
    }
    int result = sum2d(rows, cols, arr);
    printf("VLA %d\n", result);

    int arr2[5][5] = {
            {1,2,3,4},{1,2,3,4},{1,2,3,4}
    };

    int result2 = sum2d(5, 5, arr2);
    printf("%d\n", result2);

    return 0;
}

int sum2d(int rows, int cols, int arr[rows][cols]) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < rows; ++i) {
        for (int j = 0; j < cols; ++j) {
            sum += arr[i][j];
        }
    }
    return sum;
}

输出如下：

需要注意的是，在函数定义的形参列表中声明的变长数组并未实际创建数组。和传统的语法类似，变长数组名实际上是一个指针。这说明带变长数组形参的函数实际上是在原始数组中处理数组，因此可以修改传入的数组。

C99/C11标准允许在声明变长数组时使用const变量。所以该数组的定义必须是声明在块中的自动存储类别数组。

变长数组还允许动态内存分配，这说明可以在程序运行时指定数组的大小。普通C数组都是静态内存分配，即在编译时确定数组的大小。由于数组大小是常量，所以编译器在编译时就知道了。