如何让编译器检查数组长度？

Question

我定义了一个函数：

void myFunction(char string[20])
{
    // update my string here, maximal size is 20.
}

调用函数

char st[5];
myFunction(st);

是一个错误，因为myFunction 破坏了导致未定义行为的堆栈。当然st 的大小应该是 20（或更大）。

有没有办法让 c 编译器在发生此类错误时抱怨，以及编写此类调用的推荐方法是什么？

Answer 1

当然 st 的大小应该是 20（或更大）。

您可以利用 C99 的静态数组索引功能，可在 function declarators 中使用。

如果关键字 static 也出现在数组类型派生的 [ 和 ] 中，那么对于函数的每次调用，对应的实际参数的值应提供对数组第一个元素的访问，该数组的第一个元素至少与由大小表达式指定的元素。

所以，你可以将函数声明为

void myFunction(char string[static 20])
{
    /* ... */
}

相反。如果传递的数组参数包含少于 20 个元素，这将触发编译器的警告。

例如，当使用st 类型为char [5] 调用myFunction 时，clang 10 给我warning: array argument is too small; contains 5 elements, callee requires at least 20 [-Warray-bounds]

不过，目前似乎只有 clang 支持 -Warray-bounds，而 GCC 计划在 future 中添加支持。

请注意，这仅适用于数组的编译时，但它也会在传入 NULL 指针时发出警告（如果可以在编译时确定）。但是，有人可能会将指针传递给一个动态分配的小于 20 个元素的数组，而编译器无法在编译时对其进行静态检查。

所以对于这种情况，只有当参数的声明类型为 char [N] 时，它才能正常工作，其中 N 是它的大小，N 至少为 20。如果您希望处理这两种情况，则需要显式的大小参数, 并在函数内部进行检查以在传入的大小小于 20 的情况下返回错误。

Answer 2

你可以封装数组：

struct string20 { char string[20]; };
void myFunction(struct string20 *string)
{
}

或传递指向数组的指针（！=指向第一项的指针）：

void myFunction( char (*string)[20] )
{
}
//....
char st[5];
char st20[20];
myFunction(&st); //WRONG; diagnosed error
myFunction(&st20); //OK

使用这两种方法中的任何一种，您都可以获得编译器诊断，无论您的平台如何 （只要是符合标准的平台）。

Answer 3

您的函数如下所示：

void myFunction(char string[20])
{
    // update my string here, maximal size is 20.
}

但是，编译器是这样看的：

void myFunction(char *string)
{
    // update my string here, maximal size is 20.
}

大小“20”对编译器没有任何意义。您可以使用任意长度的数组调用函数。

关于通话：

char st[5];
myFunction(st);

没关系。

如果你想强制一个特定的数组大小，你可以将数组包装在一个结构中。