for文で配列をつくると、Segmentation faultとなる

Question

実現したいこと

入力した数だけの要素数を持つ配列を作り、各要素を入力して格納し、それらを表示したい。

発生している問題・分からないこと

　要素数numにどんな数値を打ち込んでも、その後配列の要素を4つ受け付けた後Segmentation faultと出てしまう。
ただ、numを１にしたときのみ、cin >> array[i]を1回だけ受け付けた後
0番目は：〇〇
と成功する。

エラーメッセージ

Running /home/ec2-user/environment/sample2.cpp
要素数は?4
12
34
56
78
bash: line 17: 33343 Segmentation fault      (core dumped) "$file.o"

該当のソースコード

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main()
{
    int num;
    int array[num];
    int i;
    cout << "要素数は?";
    cin >> num;
    for(i = 0; i < num; i++)
    {
        cin >> array[i];
    }
    
    for(i = 0; i < num; i++)
    {
        cout << i << "番目は：" << array[i] << "\n";
    }
    return 0;
}

試したこと・調べたこと

• teratailやGoogle等で検索した
• ソースコードを自分なりに変更した
• 知人に聞いた
• その他

上記の詳細・結果

元々、C++初心者向けの動画を真似て作ったので、ソースコードは同じはず。
2つ目のfor文をコメントアウトし、array[0]だけ出力などを試したが結果は変わらない。

補足

特になし

Answer 1

他の質問のコメントとして書き始めたのですが結構文字数が多くなったので回答欄に独立させました。なので、若干他の回答とそのコメントのやりとりに依存している記述になっています。

「numが不定だから」先にnumに値を与えましょう、というのならちょっと正確な言い方ではないです。

重要な要素として、C/C++のプログラムは、少なくとも一つの関数内で繰り返しやジャンプなどの構文を伴わない場合は「上から下に順次実行」し、勝手に過去に遡ってなにかが適用されることはありません。
int array[num];
と記述されていたら、「その時点でのnumの値でこの宣言の処理が為される」ことになり、その後でnumの値が何に変わろうとも一旦確定してしまった構造体arrayにはなんらの影響もありません。これが「先にnumを確定しておかなければならない」理由とも言えます。

それと、「不定」という言葉をちゃんとわかっているのかなぁ、というのがちょっと心配。
C/C++では、初期化していないローカル変数(とりあえず関数の中で宣言した変数を思ってください)の値は「不定」です。
不定というのは、言語規格としてはプログラムを実行してみるまで値が決まらないし、何の値になるかについて事前になんらの期待をしてもいけない、ということ。プログラムが
int main()
{
int num;
まで進んだところでnumという変数が生成されます。C/C++の変数には「何も入っていない」という状態はないので何らかの値を持つのですが、その時点でのnumに入っているデータはもしかしたら0かも、1かも、あるいは-10億かも20億かも知れない、そういう状態である、いうことです。
もちろん、実際の機械でプログラムを実行する場合には、諸条件によって実行毎にある決まった値に安定して「なってしまう」ことはあります。でもそれは、もしかしたら再起動したら別の値になるかも知れない、OSにパッチが当たったら違う値になるかもしれない、そういう危うい安定なのかもしれません。
(余談:「何も入っていない」について nullptrは? と思う人がいるかもしれまぜんが、それはポインタがどこも指していないということを示す特別な値のことなので、決して変数自体に値が何も入っていないということではありません)

もし事前には想定できないnumがたまたま1であったなら、
int array[num];
は1個だけの領域が確保され、以降の要素へのアクセスは「未定義の動作」(何が起こっても文句は言えない)を引き起こします。今回のsegmentatil faultはその現れであった、ということでしょう。

Answer 2

Windows 11、Visual Studio 2022で確認しました。

numが不定な状態で、int array[num];は宣言できません。

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>

// 1行追加
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    int num;

    // 1行変更
    vector<int> array;

    int i;
    cout << "要素数は?";
    cin >> num;

    // 1行追加
    array.resize(num);

    for(i = 0; i < num; i++)
    {
        cin >> array[i];
    }
    
    for(i = 0; i < num; i++)
    {
        cout << i << "番目は：" << array[i] << "\n";
    }
    return 0;
}

Comments

[Yuto_0125]

回答ありがとうございます！
ちなみにですが、「numが不定なのが原因」という回答を見て、元々のコードの
int array[num] を
cin >> num の後に持ってきても解決しました。

[hiroki-o]

処理系によっては、それでもビルドが通るのでしょうか？
少なくともVisual Studio 2022では通りませんし、C/C++的に間違いだと思います。
やらないほうがいいと思います。

[actorbug]

配列のサイズに変数を入れる機能は、C言語のVLA(可変長配列)という機能で、C++でも使えるようにしている処理系が多いです。主な処理系であるg++やclang++だと使用可能で、使えないのは少数派だったりします。一応C言語の機能なので、「C/C++的に間違いだと思います」は少し言い過ぎです。まあ、C++の機能ではないので、「やらないほうがいいと思います」には同意です。

[hiroki-o]

actorbugさん
勉強になりました。ありがとうございます。