如何在 C++ 中正确返回数组（类成员）？答案

【问题标题】：How to properly return an array (class member) in C++?如何在 C++ 中正确返回数组（类成员）？
【发布时间】：2012-04-10 11:04:39
【问题描述】：

我对 C++ 很陌生，所以这可能是一个微不足道的问题：

我的班级有一个私有成员变量，它是一个数组。我需要返回该数组，但我不确定如何正确执行。

class X {
    // ...
    private: double m_Array[9];
    public: double* GetArray() const { return m_Array; }
};

这段代码有问题吗？这会返回一个指向类成员的指针，对吧？ - 因此，如果我从此类的实例中获取该数组并修改它（从类外部），那么原始类成员数组也会被更改吗？如果是这种情况，我该如何返回数组的副本？

【问题讨论】：

如果数组大小不固定，请考虑std::vector< double >（在您的示例中，它似乎是固定的，所以不用担心）。额外的好处：您可以返回对向量的引用。
通常使用对象封装数据和行为。 X 不能做你想做的事有什么原因吗？ Tell, don't ask.

标签： c++

【解决方案1】：

这会返回一个指向类成员的指针，对吧？

几乎 - 它返回一个指向数组第一个元素的指针。

如果我从此类的实例中获取该数组并修改它（从类外部），那么原始类成员数组也会被更改吗？

没错。

如果是这样，我该如何返回数组的副本？

实现这一目标的最简单方法是改用std::array 或std::vector。您应该返回对它的 const 引用 - 然后调用者避免在不需要时复制成本。示例：

class X {
    std::array<double, 9> array;
public:
    std::array<double, 9> const & GetArray() const {return array;}
};

X x;
double d = x.GetArray()[5]; // read-only access, no copy

auto array = x.GetArray();  // get a copy
array[5] = 42;              // modify the copy

或者，如果数组具有固定大小（如您的示例中那样），您可以返回包含在结构中的数组 - 这就是 std::array 的含义。否则，您可以将指针（最好是智能指针，以避免内存泄漏）返回到新分配的数组 - 这或多或少是 std::vector 的内容。

【讨论】：

是的，您必须“克隆”它，或者在数组的情况下，将内容复制到新数组中。
+1，但是创建某种“数组视图”而不是返回实现运算符 [] 的结构不是更好吗，因为我认为数组复制会占用大量内存和时间
@YetAnotherGeek：问题是问如何返回数组的副本，这样可以在不影响原始的情况下进行修改。你不能不复制它。
@Niko：通过const 引用而不是按值返回，允许您读取数组而无需复制它，并且只有在需要修改它时才复制它。
@MikeSeymour 在这种情况下，可能。首先，其他人可能会像我一样误读它，并认为您的意思是指向成员的智能指针。其次，通常的智能指针不执行数组删除，这在此处是必要的。 Boost 有一些功能，但我敢打赌，大多数没有阅读您的答案就不会知道该怎么做的人不知道它们，或者使用它们的必要性。（对于我们这些无法保证完全兼容 C++11 的人来说，用于转移所有权的“标准”智能指针是 auto_ptr，它不适用于数组。）

【解决方案2】：

为了返回一个副本，double 的 new 数组需要动态分配，填充 m_Array 的当前值并返回给调用者（具体来说是指向第一个元素的指针）。调用者将负责delete[]ing 返回的数组。就目前而言，调用者不知道返回数组中的元素数量。

由于这是 C++，建议改为 std::vector<double>：这将为您处理复制并为调用者提供有关 doubles 数量的信息。

【讨论】：

【解决方案3】：

是的，当你改变数组时，你也会改变类成员。

我建议您在 c++ 中使用 std::vector 而不是 c 样式的数组。它将使您的生活更轻松，并使代码更易于阅读。如果你仍然有理由坚持使用数组，你需要分配一个新的数组并返回一个指向它的指针。请注意，这将迫使您处理动态内存并注意释放它：

public:
  double* GetArray() {
    double* res = new double[9];
    for (int i = 0; i < 9; ++i) {
      res[i] = m_Array[i];
    }
    return res;
  }

您还可以使用 memcpy 来复制数组的元素。

【讨论】：