c - 何时/何处分配本地数组？

Question

https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Memory-Allocation-and-C.html描述了局部变量的自动分配。我知道局部变量通常分配在堆栈上。我可以想象 int 是如何在堆栈上分配的；只是插入它的值(value)。但是如何分配数组？

例如，如果您声明一个数组 char str[10];，那 10 个字节的空间是在堆栈上，还是分配到其他地方，只有 str 指针被压入堆栈？如果是后者，那10个字节的空间分配在哪里？

此外，具体什么时候分配局部变量，包括数组？我通常将堆分配称为“动态分配”，这意味着自动变量不是动态分配的。但是自动变量可能在控制流构造和函数体中声明，因此编译器不可能在运行前知道自动变量将占用多少空间。所以自动变量也必须动态分配，对吧？

编辑:我想强调这个问题的前半部分。我最感兴趣的是了解何时何地为本地数组分配空间。在堆栈上？其他地方？

编辑 2: 我最初为这个问题包含 C++ 标记时犯了一个错误。我只想问有关 C 语言及其实现的问题。对于任何混淆，我深表歉意。

Answer 1

在 C 2018 标准中，第 6.2.4 条第 6 和第 7 段告诉我们具有自动存储持续时间的对象的生命周期。第 6 段涵盖了此类不是可变长度数组的对象:

… its lifetime extends from entry into the block with which it is associated until execution of that block ends in any way. (Entering an enclosed block or calling a function suspends, but does not end, execution of the current block.) If the block is entered recursively, a new instance of the object is created each time.

因此，如果我们有这段代码:

{
    PointA;
    int x = 3;
    PointB;
}

然后 x 一旦执行到 PointA 就存在于 C 模型中——它的 block 被进入，那是 x 的生命周期> 开始。但是，虽然 x 已经存在于 PointA 中，但它的值是不确定的。初始化仅在达到定义时发生。

第 7 段介绍了可变长度数组:

… its lifetime extends from the declaration of the object until execution of the program leaves the scope of the declaration.

所以，如果我们有这段代码:

{
    PointA;
    int x[n]; // n is some variable.
    PointB;
}

然后 x 在 PointA 不存在。当达到 int x[n]; 时，它的生命周期开始。

请记住，这种存在仅存在于 C 的抽象计算模型方面。只要可观察的结果(例如程序的输出)相同，编译器就可以优化代码。因此，当输入 block 时，编译器生成的实际代码可能不会创建 x。 (它可能根本不会创建 x；它可以被完全优化掉。)