C/C++是如何知道动态分配数组的长度的？
这个问题让我困扰了一段时间。
比如我写了 int* a = new int[n]，这时候我只有一个指针，它指向数组 a 的开头，但 C/C++ 是怎么知道 n 的呢？我知道如果我想把这个数组传给另一个函数，我必须把数组的长度也传过去，所以我猜 C/C++ 并不真的知道这个数组有多长。
我知道我们可以通过查找 NUL 终止符来推断字符数组 char* 的结束位置。但是对于其他数组，比如 int，是否也有类似的机制呢？同时，char 不仅仅可以表示一个字符——它也可以被当作整数类型。那么 C++ 是怎么知道这个数组的结束位置的呢？
当我在开发嵌入式 Python 时，这个问题让我更加困惑（如果你对嵌入式 Python 不熟悉，可以忽略这一段，只回答上面的问题，我还是很感激的）。在 Python 中有一个 "ByteArray"，而将这个 "ByteArray" 转换为 C/C++ 的唯一方法是使用 PyString_AsString() 将其转换为 char*。但是如果这个 ByteArray 中包含 0，那么 C/C++ 会认为 char* 数组提前结束。这还不是最糟糕的部分。最糟糕的是，假设我写了一个
char* arr = PyString_AsString(something)
void* pt = calloc(1, 1000);
如果 st 恰好以 0 开头，那么 C/C++ 几乎可以保证会清空 arr 中的所有内容，因为它认为 arr 在遇到 NULL 后就结束了。然后它可能会通过给 pt 分配一块内存来清空 arr 中的所有内容。
非常感谢你的时间！我真的很感激。
3 个回答
C/C++语言并不知道数组的长度，所以你很容易就会出现越界访问数组的情况。C/C++对字符数组的长度也是一无所知。
Char*可以指向字符串，但它并不等同于一个字符串。在C/C++中，字符串是以NULL（空字符）来结束的，这是一种约定。
让我们来看看反汇编器！C和C++的处理方式是不同的。关于C语言中free是如何工作的在另一个问题中有讨论，这里我们来看看C++中的工作原理：
struct T {
~T();
int data;
};
void test(T* p)
{
delete[] p;
}
接下来，我们运行编译器来生成汇编代码。这里是为i386编译的相关部分：
movl -4(%edi), %eax
leal (%edi,%eax,4), %esi
cmpl %esi, %edi
je L4
.align 4,0x90
L8:
subl $4, %esi
movl %esi, (%esp)
call L__ZN1TD1Ev$stub
cmpl %esi, %edi
jne L8
你可以看到重要的部分：在p的开始之前存储了一个整数，这个整数表示p的长度，然后代码会循环遍历p数组，为数组中的每个项调用析构函数。接着它会调用delete，通常这很简单，因为它只是调用了free（C语言的函数）。所以你可以看到C++中的delete是如何用free来表示的。
析构函数和异常：根据上面的汇编代码，你可以注意到如果T的析构函数抛出了异常，那么p数组的一部分会调用析构函数，而数组的其余部分则不会。析构函数绝对不应该抛出异常。
注意事项：这只是你的编译器和运行时解决这个问题的一种可能方式。（在这里，析构函数是由编译器生成的代码调用的，而delete是运行时的一部分。）这些实现方式有很多灵活性，你的实现可能会不同。这也说明了为什么你应该始终调用正确的操作符，delete[]或delete——调用错误的会导致各种麻烦，比如破坏内存和释放无效指针。
关于NUL终止符：NUL终止符之所以会成为问题，是因为PyString_AsString和其他类似的函数会调用strlen来确定字符串的长度。然而，free并不关心NUL终止符，它会单独跟踪来自原始malloc调用的长度。对于PyString_AsString（以及strdup等），这并不是一个选项，因为没有便携的方式来获取一块内存的大小——malloc和free并没有提供这个功能。此外，你可以将一个指针传递给PyString_AsString，这个指针可能位于malloc块的中间或完全不同的地方。
C/C++ 语言并不关心字符串的长度；是 分配器（就是实现 malloc()、free() 等功能的小代码）知道字符串有多长。C/C++ 可以随心所欲，不用担心长度的限制。
另外，PyString_AsStringAndSize() 也是相关的内容。