C配列の長さが0にできないのはなぜですか？

C11標準では、サイズと可変長の両方の配列は「ゼロより大きい値を持つ必要がある」としています。長さ0を許可しない理由は何ですか？

特に可変長配列の場合、時々ゼロのサイズを設定することは完全に理にかなっています。また、静的配列のサイズがマクロまたはビルド構成オプションからのものである場合にも役立ちます。

興味深いことに、GCC（およびclang）は、長さゼロの配列を許可する拡張機能を提供します。Javaでは、長さゼロの配列も使用できます。

私が賭けたい問題は、C配列は割り当てられたメモリチャンクの先頭への単なるポインタであるということです。サイズが0であることは、...へのポインタがあることを意味しますか？何も持てないので、arbitrary意的なものを選択する必要があります。を使用することはできませんnull。なぜなら、長さ0の配列はNULLポインターのように見えるからです。そしてその時点で、すべての異なる実装が異なる任意の動作を選択し、混乱を招きます。

通常、メモリ内で配列がどのようにレイアウトされるかを見てみましょう。

         +----+
arr[0] : |    |
         +----+
arr[1] : |    |
         +----+
arr[2] : |    |
         +----+
          ...
         +----+
arr[n] : |    |
         +----+

arr最初の要素のアドレスを保存する名前の個別のオブジェクトはないことに注意してください。式に配列が現れると、C は必要に応じて最初の要素のアドレスを計算します。

それでは、このことについて考えてみましょう：0要素の配列を持っていないだろう何のストレージアレイのアドレスを計算するためにそこの何も意味しない、それを脇セットをから（別の言い方をする、識別子のためのオブジェクトのマッピングはありません）。int「メモリを消費しない変数を作成したい」と言っているようなものです。それは無意味な操作です。

編集

Java配列は、CおよびC ++配列とはまったく異なる動物です。それらはプリミティブ型ではなく、から派生した参照型Objectです。

編集²

以下のコメントで指摘されている点-「0より大きい」制約は、サイズが定数式で指定されている配列にのみ適用されます。VLAの長さは0にすることができます。0値の非定数式でVLAを宣言することは制約違反ではありませんが、未定義の動作を呼び出します。

VLAが通常の配列とは異なる動物であり、それらの実装がサイズ0を許容できることは明らかです。これらのstaticオブジェクトのサイズは、プログラムの開始前に認識されている必要があるため、宣言することもファイルスコープにすることもできません。

また、C11の時点では、VLAをサポートするために実装が必要ではないことも意味がありません。

通常、ゼロ（実際には変数）サイズの配列には、実行時にそのサイズを知っておく必要があります。次に、これをaにパックし、たとえば次のような柔軟な配列メンバーstructを使用します。

struct my_st {
   unsigned len;
   double flexarray[]; // of size len
};

明らかに、柔軟な配列メンバーはその最後でstructなければならず、前に何かを持っている必要があります。多くの場合、それは、その柔軟な配列メンバーの実際の実行時占有長に関連するものです。

もちろん割り当てます：

 unsigned len = some_length_computation();
 struct my_st*p = malloc(sizeof(struct my_st)+len*sizeof(double));
 if (!p) { perror("malloc my_st"); exit(EXIT_FAILURE); };
 p->len = len;
 for (unsigned ix=0; ix<len; ix++)
    p->flexarray[ix] = log(3.0+(double)ix);

私の知る限り、これはすでにC99で可能であり、非常に便利です。

ところで、C ++には柔軟な配列メンバーは存在しません（いつ、どのように構築および破棄するかを定義するのは難しいためです）。ただし、将来のstd :: dynarrayを参照してください

式type name[count]が何らかの関数で記述されている場合、Cコンパイラにスタックフレームsizeof(type)*countバイトに割り当てて、配列の最初の要素のアドレスを計算するように指示します。

式type name[count]がすべての関数および構造体定義の外部で記述されている場合、Cコンパイラにデータセグメントsizeof(type)*countバイトに割り当て、配列の最初の要素のアドレスを計算するように指示します。

name実際には、配列内の最初の要素のアドレスを格納する定数オブジェクトであり、メモリのアドレスを格納するすべてのオブジェクトはポインターと呼ばれるためname、配列ではなくポインターとして扱う理由です。Cの配列にはポインターを介してのみアクセスできることに注意してください。

if countがゼロと評価される定数式である場合、スタックフレームまたはデータセグメントのいずれかにゼロバイトを割り当て、配列の最初の要素のアドレスを返すようにCコンパイラに指示しますが、これを行う際の問題は最初の要素長さゼロの配列は存在せず、存在しないもののアドレスを計算することはできません。

これは合理的な要素番号です。-length配列にcount+1存在しないcountので、Cコンパイラが関数の内外で変数として長さ0の配列を定義することを禁止しているのはそのためnameです。どのアドレスにname正確に格納されますか？

場合はp、ポインタがその式はp[n]同等です*(p + n)

右側の式にアスタリスク*は手段がが指し示すメモリアクセスポインタの参照解除操作である場合、p + nそのアドレスに格納されたメモリやアクセスp + n、p + nポインタの表現であるが、それはのアドレスを受け取りp、このアドレスに番号を追加しn、乗算ポインタの型のサイズp。

アドレスと番号を追加することはできますか？

はい、アドレスは16進表記で一般に表される符号なし整数であるため、可能です。

メモリアドレスへのポインタが必要な場合は、それを宣言します。配列は、実際には予約したメモリの塊を指します。配列は関数に渡されるとポインターになりますが、ポインターが指しているメモリーがヒープ上にある場合は問題ありません。サイズがゼロの配列を宣言する理由はありません。

元のC89の時代から、C標準が「未定義の動作」を指定すると、それは「特定のターゲットプラットフォームでの実装を意図した目的に最も適したものにする」という意味でした。標準の作成者は、特定の目的に最適な動作を推測しようとはしませんでした。VLA拡張機能を備えた既存のC89実装は、サイズがゼロの場合に異なるが、論理的な動作をする場合があります（たとえば、配列をNULLを生成するアドレス式として扱い、他のアドレスをアドレス式として扱うものもあります）別の任意の変数ですが、トラップせずに安全にゼロを追加できます）。コードがそのような異なる動作に依存している可能性がある場合、標準の作成者は

標準の作成者は、実装が何を行う可能性があるかを推測しようとしたり、他の動作よりも優れていると見なすべきであることを示唆したりするのではなく、実装者がそのケースを適切に判断して判断を使用することを許可しました。背後でmalloc（）を使用する実装は、配列のアドレスをNULLとして処理する場合があります（サイズがゼロのmallocがnullを生成する場合）。他のもの。私は、コンパイラーの作者が、ゼロサイズのコーナーケースを意図的に役に立たない方法で動作させるために邪魔にならないことを期待しているとは思わない。