C 数组实例化 - 堆栈或堆分配？答案

【问题标题】：C Array Instantiation - Stack or Heap Allocation?C 数组实例化 - 堆栈或堆分配？
【发布时间】：2012-10-04 04:28:08
【问题描述】：

我保证以前有人问过这个问题，但我无法通过搜索找到它；提前对任何裁员表示歉意。

我的（可能是错误的）理解是，只有在编译时知道对象的大小时才分配给堆栈。因此，在初始化数组的情况下，您可以执行以下操作之一（这应该在堆栈上）：

char charArray[50];

由于这个数组的大小在编译时是已知的，这应该没有问题。

另一方面，这（我相信）也是有效的代码：

char anotherCharArray[someVariable + 50];

这也会进入堆栈吗？如果你 free() this，我很确定代码会出现段错误，所以它让我认为它确实如此，但它对我来说真的没有意义。同样，当通过 malloc 分配数据时，您必须使用 free() 的 100% 唯一情况吗？

提前感谢您的帮助。

【问题讨论】：

@Shookit：你需要指明你是在谈论局部变量还是全局变量。
@PaulR 如果数组是可变长度的，则它不能在全局范围内。
您必须区分自动存储和堆栈，后者是存储数据的低级方式。放置在自动存储中的数据也可以放置在其他地方，例如寄存器中。对于大小未知的本地数组（称为 VLA:s），编译器可以将其放在堆栈上，也允许在堆上分配内存（只要它在适当的位置释放它）。事实上，VLA:s 不能很好地与 setjmp/longjmp 一起使用，因为它们可能会泄漏（C 标准允许这样做）。

【解决方案1】：

如果char charArray[50]; 是在文件范围内定义的（在所有函数之外）或者是static，它不会在堆栈上，它将是在程序的开始变量处预分配的全局变量。如果它不是static 并且在函数范围内定义，它将在堆栈上。

char anotherCharArray[someVariable + 50]; 只能在函数范围内定义，并且将在堆栈上。

以上所有内容都适用于 C 的典型实现。非典型实现可能使用堆而不是堆栈，而不是程序数据部分中的预分配空间。

free() 没有分配给malloc()、calloc() 或realloc()。简单的。某些功能可能意味着使用上述之一，例如POSIX strdup().

【讨论】：

【解决方案2】：

同样，当通过 malloc 分配数据时，您必须使用 free() 的 100% 唯一情况吗？

是的。（除了 calloc 和 realloc，它们的返回值也是 free()'d。类似地，有些函数使用 malloc() 并且记录了这一事实，例如 strdup() - 这些函数的返回值也是显然要使用free() 释放。）

char anotherCharArray[someVariable + 50];

这也会进入堆栈吗？

是的，确实如此（在大多数实现中 - 当然，您认为并不总是正确，但在大多数平台上，确实如此）。是的，这是有效的代码，但它只是 C99 中的标准。

【讨论】：

好吧，看来我最大的误解是假设堆栈内存分配需要在编译时知道大小？我将此标记为已回答（但仍然可以随时回答我的评论：）
@Shookit 是的，这完全是误解；具有已知大小与分配某物的位置无关。唯一的联系是，在以前的 C 版本中，由于各种历史原因，auto 变量必须具有已知大小，并且只能在堆栈上分配 auto 变量。
@JimBalter 很好地回答了你的问题 :)
太棒了，非常感谢大家的帮助。对我来说，必须在编译时知道它从来没有意义，因为您希望堆栈帧能够在内存空间内尽可能多地增长（直到调用另一个函数和一个新的堆栈帧已创建）。
即使您在编译时知道大小，如果超过几兆字节并且在堆栈上，在运行时某些 C 实现也会导致堆栈溢出。 stackoverflow.com/questions/27481707/…（哈。我第一次使用该网站自己的名称。）