C++ 基础：基于范围的 for 循环和将 C 风格的数组传递给函数答案

【问题标题】：C++ basics: ranged based for-loop and passing C-style arrays to functionsC++ 基础：基于范围的 for 循环和将 C 风格的数组传递给函数
【发布时间】：2016-08-26 15:55:37
【问题描述】：

我正在尝试学习 C++，但我无法在这里完全理解这段代码，尽管我花了很多时间寻找答案：

#include <iostream>

void printArray1(int (&array)[3]) {
    for(int x : array)
        std::cout << x << " ";
}

void printArray2(int array[]) { 
    for(int x : array) // compiler error, can't find begin and end
        std::cout << x << " ";
}

int main() {
    int a[3] = {34,12,88};

    for(int x : a)
        std::cout << x << " ";
    std::cout << std::endl;

    printArray1(a);
    printArray2(a);
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

在 printArray1 中，我们接收到一个参数，该参数是对大小为 3 的数组的引用。这是否意味着我们正在接收整个数组的地址，或者我们只是接收到大小数组中第一个元素的地址3?还有，这个参数是怎么传给循环的呢？

在 printArray2 中，我们接收到指向数组中第一个元素的指针，对吗？换句话说，我们也收到了一个地址，就像在 printArray1 中一样？因此，这个函数中基于范围的 for 循环不会编译，因为我们没有数组的大小数据，对吧？

最后，当我们尝试在 main 中使用基于范围的 for 循环进行打印时，我们传递给循环的到底是什么？这里是不是指向数组第一个元素的指针，如果是，为什么printArray2中的for循环不接受指针，为什么会编译？

我对C++的理解还是比较初级的，非常感谢大家的帮助，谢谢！

【问题讨论】：

您自己通过调试程序看到了吗？它打印什么？

标签： c++ arrays parameter-passing ranged-loops

【解决方案1】：

在[3] 的情况下，函数从它的类型中知道数组有多大。引用通常被实现为指向被引用事物的指针，但在 C++ 中，为了留下实现细节（有时会启用优化），会花费很长时间。引用是别处数据的别名，与指针（类似于邮政地址）略有不同。当编译器有长度时，迭代很容易，而且 C++ 做的事情是正确的。

在[] 的情况下，这是C 风格的语法。它不是参考。它的含义与int * array 相同。数组的大小既不是 tue 编译时类型（在函数内）的一部分，也不是运行时状态（它是单个 int 指针）的一部分。显然，没有长度，迭代是不可能的。

【讨论】：

【解决方案2】：

基于范围的 for 循环适用于可与 std::begin 和 std::end 一起使用的所有类型。

数组和指针不一样。数组有固定的大小，指针没有。因此std::begin 和std::end 适用于数组——但不适用于指针。这也解释了为什么基于范围的 for 循环适用于一个，而不适用于另一个。

数组也可能衰减为指针。例如，当传递给带有指针参数的函数时，就会发生这种情况。或者，当传递给采用不确定大小的数组参数（实际上与指针参数相同）的函数时。发生这种情况时，尺寸信息会再次丢失。

所以这取决于你如何定义函数。第一个函数接受一个数组，第二个函数接受一个指针。这就是为什么第一个保留大小信息并且循环起作用的原因。

但是，它限制了函数可以使用的内容。第二个函数可以使用int b[2]，而第一个函数不能。

【讨论】：

所以基本上，当我在 main() 中使用标识符 a 时，我将数组类型传递给循环，对吗？但是 a 仍然是数组中第一个元素的地址，就像一个指针，只是它有一个固定的大小，如你所说？
不完全是，a 绝不是“数组中第一个元素的地址”。 a 是数组，具有固定大小。您甚至不应该将数组和指针视为相同的类型，数组与地址无关，唯一的关系是数组可以在赋值时衰减为指针（无论是将其分配给变量还是将其作为函数参数传递）。查看数组衰减以了解更多信息。
啊，好吧，当我们将 a 传递给基于范围的循环时，说数组没有衰减是否有效，并且没有衰减为我们将 a 传递给第一个函数，其中参数是引用，是吗？
正确。衰减只发生在调用后一个函数时，因为数组可以隐式转换为指针。这就是尺寸信息丢失的地方。
完美，非常感谢！

【解决方案3】：

根据 cppreference 关于arrays 和Ranged-based for loop

在 printArray1 中，array 参数是一个 int 引用 数组，每个引用数组的前 3 个值作为参数传递。

在printArray2 中，array 参数是一个指针，它指向作为参数传递的数组的第一个值。有了它，你可以访问数组的所有值。

最后，它不是指针，而只是 a 数组的引用。在这种特殊情况下，重要的是要知道对于每次迭代，迭代值的副本将被执行到 x 变量。如果您想阻止所有这些副本发生，您应该声明一个引用。

例子：

for(int &x : a)
    std::cout << x << " ";

顺便说一句，您还应该看看array container，这是现代风格的数组。

【讨论】：