子数组是否保证线性分配？ [复制]答案

【问题标题】：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......

标签： c++ arrays memory-layout static-allocation

【解决方案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。

【解决方案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。

【讨论】：