CおよびC++における可変長配列（VLA）の徹底解説

本記事では、CおよびC++における可変長配列（Variable Length Array：VLA）について詳しく解説します。可変長配列を利用すると、実行時にサイズが決まる自動配列（スタック上の配列）を柔軟に確保できます。

C99での可変長配列のサポート

C言語では、C99規格以降、可変長配列が正式にサポートされており、次のように引数で渡された値をもとに配列サイズを指定できます。

void make_arr(int n){
    int array[n];
}
int main(){
    make_arr(10);
}

一方、C++の標準規格では（C++11まで）、可変長配列という概念は存在しませんでした。C++11規格では配列サイズを定数式（constant-expression）で指定する必要があるため、上記のコードはC++11以前の環境では有効なコードとは言えません。C++14では配列サイズが「単純な式」として扱われるようになりましたが、それでも可変長配列は標準機能として採用されていません。

なお、GCCなどの一部のコンパイラでは拡張機能としてVLAが利用できる場合がありますが、移植性を重視するなら標準規格に依存しない設計が推奨されます。

実装例：長さ0の配列メンバーによる代替手法

以下のサンプルコードでは、クラスの末尾に長さ0の配列メンバー（フレキシブル配列メンバーに相当するテクニック）を配置し、実行時に名前の長さが異なる従業員データを動的に管理する方法を示しています。

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
using namespace std;
class employee {
    public:
        int id;
        int name_length;
        int struct_size;
        char emp_name[0];
};
employee *make_emp(struct employee *e, int id, char arr[]) {
    e = new employee();
    e->id = id;
    e->name_length = strlen(arr);
    strcpy(e->emp_name, arr);
    e->struct_size=( sizeof(*e) + sizeof(char)*strlen(e->emp_name) );
    return e;
}
void disp_emp(struct employee *e) {
    cout << "Emp Id:" << e->id << endl;
    cout << "Emp Name:" << e->emp_name << endl;
    cout << "Name Length:" << e->name_length << endl;
    cout << "Allocated:" << e->struct_size << endl;
    cout <<"---------------------------------------" << endl;
}
int main() {
    employee *e1, *e2;
    e1=make_emp(e1, 101, "Jayanta Das");
    e2=make_emp(e2, 201, "Tushar Dey");
    disp_emp(e1);
    disp_emp(e2);
    cout << "Size of student: " << sizeof(employee) << endl;
    cout << "Size of student pointer: " << sizeof(e1);
}

出力結果

Emp Id:101
Emp Name:Jayanta Das
Name Length:11
Allocated:23
---------------------------------------
Emp Id:201
Emp Name:Tushar Dey
Name Length:10
Allocated:22
---------------------------------------
Size of student: 12
Size of student pointer: 8

解説のポイント

構造体やクラスの末尾に長さ0の配列を配置することで、実際の文字列の長さに応じた柔軟なメモリ管理が可能になります。ただし、この手法には実装依存の側面がある点に注意が必要です。現代のC++では、std::vector や std::string といった標準ライブラリのコンテナを活用する方が安全性が高く、一般的に推奨されています。