C++实现Timsort报expression must have a constant value问题解决

问题背景 #

以下为C++实现的Timsort排序代码，该算法通过合并插入排序生成的有序子数组实现高效排序：

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <algorithm>

using namespace std;

const int RUN = 32;
void insertionSort(int arr[], int left, int right)
{
    for (int i = left + 1; i <= right; i++)
    {
        int temp = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= left && arr[j] > temp)
        {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = temp;
    }
}
void merge(int arr[], int l, int m, int r)
{
  // original array is broken in two parts
  // left and right array
  int len1 = m - l + 1, len2 = r - m;
  int left[len1], right[len2];
  for (int i = 0; i < len1; i++)
    left[i] = arr[l + i];
  for (int i = 0; i < len2; i++)
    right[i] = arr[m + 1 + i];

  int i = 0;
  int j = 0;
  int k = l;

  // after comparing, we merge those two array
  // in larger sub array
  while (i < len1 && j < len2)
  {
    if (left[i] <= right[j])
    {
        arr[k] = left[i];
        i++;
    }
    else
    {
        arr[k] = right[j];
        j++;
    }
    k++;
  }

  // copy remaining elements of left, if any
  while (i < len1)
  {
    arr[k] = left[i];
    k++;
    i++;
  }

  // copy remaining element of right, if any
  while (j < len2)
  {
    arr[k] = right[j];
    k++;
    j++;
  }
}
void timSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n; i += RUN)
        insertionSort(arr, i, min((i + RUN - 1), (n - 1)));
    for (int size = RUN; size < n; size = 2 * size) {
        for (int l = 0; l < n; l += 2 * size) {
            int m = l + size - 1;
            int r = min((l + 2 * size - 1), (n - 1));
            if (m < r)
                merge(arr, l,m,r);
        }
    }
}

int main()
{
    int arr[] = { 40,39,38,37,36,35,34,33,32,31,30,29,28,27,26,25,24,23,22,21,20,19,18,17,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    cout << n << endl;
    cout << "Array :" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << setw(3) << arr[i];
    }
    timSort(arr, n);
    cout << "\nAfter Timsort: " << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << setw(3) << arr[i];
    }
    return 0;
}

上述代码在部分在线运行环境可正常执行，但本地编译时报错：expression must have a constant value。

报错原因 #

• 报错触发点为merge函数内的int left[len1], right[len2];代码行
• 以变量作为数组长度的写法属于变长数组（VLA），是C99标准特性，未被纳入任何C++官方标准
• 在线运行环境通常使用GCC/Clang编译器，默认开启了支持VLA的非标准扩展，因此可正常编译；本地编译器如MSVC，或开启了严格C++标准校验的编译环境不支持该非标准语法，因此抛出错误。

解决方案 #

方案1（推荐）：使用std::vector替代变长数组 #

符合C++标准，无需手动管理内存，修改merge函数内数组声明代码：
将

int left[len1], right[len2];

替换为

// 头文件区域添加该声明
#include <vector>

// merge函数内修改为以下代码
std::vector<int> left(len1);
std::vector<int> right(len2);

也可写为：

std::vector<int> left, right;
left.resize(len1);
right.resize(len2);

方案2：使用动态内存分配 #

// merge函数内修改为以下代码
int *left = new int[len1];
int *right = new int[len2];

// 原有排序逻辑保持不变
// 函数结束前手动释放内存避免泄漏
delete[] left;
delete[] right;

内容的提问来源于stack exchange，提问作者enl1ghtenment