函数调用期间指针可以转换为数组吗？答案

【问题标题】：Can a pointer convert to an array during a function call?函数调用期间指针可以转换为数组吗？
【发布时间】：2019-04-21 03:22:42
【问题描述】：

考虑以下代码：

#include <iostream>
#include <typeinfo>

void use_pointer(int *ptr)
{
    std::cout << typeid(ptr).name() << std::endl;
}

void use_array(int arr[])
{
    std::cout << typeid(arr).name() << std::endl;
}

int main()
{
    int *ptr = nullptr;
    // std::cout << typeid(int *).name() << std::endl; // output: Pi
    int arr[1];
    // std::cout << typeid(int[]).name() << std::endl; // output: A_i

    use_pointer(arr);
    use_array(ptr);
}

使用g++ 6.5.0 输出编译此程序：

$ g++ -std=c++11 arrays_2.cpp -Wall
$ ./a.out

Pi
Pi

现在，当调用 use_pointer(arr) 时，array is being decayed 指向一个指针。（对吗？“腐烂”这个词对我来说很陌生。）

C++ 标准在 [conv.array#1] 说：

“N T 数组”或“未知边界数组”类型的左值或右值 of T”可以转换为“pointer to T”类型的纯右值。这应用临时实现转换 ([conv.rval])。这 result 是指向数组第一个元素的指针。

我想我明白我的 “int 数组”转换为“指向 int 的指针”。（对吗？）

现在，调用use_array(ptr) 时究竟会发生什么。由于本例中参数的类型是 int 数组，所以 “指向 int 的指针” 是否转换为 “int 数组”？

我们将不胜感激。

【问题讨论】：

标签： c++ arrays pointers type-conversion

【解决方案1】：

在函数调用期间指针可以转换为数组吗？

没有。通过引用传递时请参见最后一个示例。

数组类型具有大小（包括所有元素）。当它衰减为指针时，此大小信息将丢失。所以没有办法将指针转换回数组（因为你不知道数组有多大）。

你可能注意到数组和指针参数实际上是编译器的同义词：

> cat b.cpp
void use_pointer(int *ptr)
{}
void use_pointer(int (arr)[])
{}

> g++ b.cpp
b.cpp:8:6: error: redefinition of 'use_pointer'
void use_pointer(int (arr)[])
     ^
b.cpp:4:6: note: previous definition is here
void use_pointer(int *ptr)

对于编译器来说，这两个都是一样的东西。

因此，当您将数组作为参数传递时，它通常会衰减为指针（用于数组第一个元素的地址）。

现在您可以通过引用传递数组，但语法不同。

void use_pointerref(int (&arr)[1])  // You have to specify the exact size
{}                                  // And lace the ampersand in there.

但是你会注意到一个指针不会绑定到这个函数。

use_arrayref(arr);
use_arrayref(ptr);

> g++ b.cpp
b.cpp:31:5: error: no matching function for call to 'use_arrayref'
    use_arrayref(ptr);
    ^~~~~~~~~~~~
b.cpp:14:6: note: candidate function not viable: no known conversion from
      'int *' to 'int (&)[1]' for 1st argument
void use_arrayref(int (&arr)[1])

一些注意事项：

但是让我们考虑一下。 C++ 语义通常是按值传递的。因此，如果您成功（或者我应该说如果语言允许）传递数组，那么您将制作一个将传递给函数的数组副本。这可能是不可取的，因此 apssing 指针是按值传递的一种有效方式（尽管您这样做 . 获取类型更改）。

请注意，通过引用传递非常有限，因为它必须知道确切的类型。我们通常通过将其作为模板来解决大小问题。

template<int S>
void use_pointerref(int (&arr)[S])
{
    std::cout << typeid(arr).name() << " Size: " << S << std::endl;
}

【讨论】：

【解决方案2】：

您的代码与指针衰减无关。相反，它演示了函数参数的类型调整。

当用作函数参数的一种类型时，T[] 正在调整为T*。这不是衰变，不是转换，而是重写。该程序被重写为使用T*，就好像源代码中没有T[]。

重申一下，C++ 中没有类型为T[] 的函数参数。当程序员编写一个时，编译器立即替换T* 并忘记T[] 曾经在那里。这与普通数组及其对指针的衰减相反。 C++ 中肯定有与指针非常不同的数组。它们仅在（许多但不是全部）表达式中衰减为指针。这是一条单行道：指向数组的指针永远不会衰减

【讨论】：

谢谢！ “功能参数的类型调整”是我需要听到的。我猜标准中的相关部分是[[dcl.fct#5]](eel.is/c++draft/dcl.fct#5)，对吗？
是的，这是段落。

【解决方案3】：

指针就是指针，数组就是数组。然而，数组自然衰减为指向其第一个元素的指针。因此，当您将数组 arr 传递给您拥有的任何函数时，它将衰减为 &arr[0]。

另请注意，在声明函数参数时，数组表示法（如int arr[]）并不意味着它是一个数组，编译器仍会将其转换为指针（即int* arr）。

关于从数组到指针的衰减，不能反过来。一旦你有了一个指针，你所拥有的就是那个指针和它指向的单个元素。

【讨论】：