我们能以某种方式使用 array[i] 而不是 *(array+i) 吗？答案

【问题标题】：Can we somehow use array[i] instead of *(array+i)?我们能以某种方式使用 array[i] 而不是 *(array+i) 吗？
【发布时间】：2021-09-28 05:47:01
【问题描述】：

在 C++ 中，当我必须在某个函数中使用数组时，我将数组作为参数传递并获取指向数组第一个元素的指针。虽然可以使用，而且使用指针也不麻烦，但我想知道是否存在一些内置头文件或任何其他指令集，当我想访问 i-数组的第一个元素我可以简单地写array[i]，编译器会将它读取为*(array+i)?

如果存在就太好了，因为它会使其非常统一且易于编码，因为在我使用向量的所有时候，我都可以通过vector[i] 访问第 i 个元素，而在数组中我必须换一种方式使用*(array+i)。

另外，C++ 的开发者选择返回指向数组而不是对象本身的指针是否有某些原因？

【问题讨论】：

早在 1970 年代开发 C 语言时，您无法承受按值传递数组的费用。你没有多余的 CPU 能力来执行复制，如果你这样做了，你可能没有 RAM，所以总是通过引用传递和返回是一个优雅的解决方案。 C++ 在早期试图与 C++ 接近，虽然这两种语言已经明显分开，但如果现在改变数组规则，有很多遗留代码将停止工作。相反，现在我们建议您在需要值语义时使用 std::array。
@user4581301 实际上并非如此。数组在 C 中衰减是有原因的，但这不是因为“你不能通过它”

标签： c++ arrays parsing compilation stl

【解决方案1】：

如果a 是指针并且i 具有整数类型，则a[i] 始终与*(a+i) 相同。无需包含标题或任何内容即可使其正常工作。

【讨论】：

哇，谢谢。不知何故，我从来没有尝试过 [i] 并且一直处于错误的认知中
作为一个有趣的旁注：这就是为什么说i[a] 或5[a] 也是有效的。不是很有用，而且在野外没有见过。 :-)

【解决方案2】：

我想知道是否存在一些内置头文件或任何其他指令集，当我想访问数组的第 i 个元素时，我可以简单地编写 array[i] 并由编译器为 *(array+i)

不，没有这样的标题或指令集，因为它是语言的一部分。

对于指针和整数类型，a[i] 表示 *(a+i)。这是一个如此强烈的声明：

int base_array[3]={1,2,3}; // an array of 3 elements
int* ptr_array = base_array; // base_array "decays" to a pointer to the first element
std::cout << 2[ptr_array] << "\n"; // huh?!?!

打印 3，因为 *(2+ptr_array) 是 3；即，它甚至可以向后工作。

【讨论】：

我一直想知道这是否是一个设计特性，或者只是早期 C 的一般弱类型的一个怪癖，后来人们不知何故觉得有义务在 C++ 中保留我们可以不用的向后兼容性?..
@SergeyA 在 C 中，指针运算来自汇编/机器代码，而数组“衰减”到指针是索引的工作方式（就像机器代码一样）。我怀疑“向后”位比任何事情都更意外（加上“好吧，它没有其他含义，有什么害处”的偏见这一事实）。请注意，std::array 没有类似的反向技巧。
是的，我知道指针算术和 std::array，只是好奇它是真的设计的（即使在“为什么不”理论下）还是纯粹随机的东西。

【解决方案3】：

我们可以用 array[i] 代替 *(array+i) 吗？

是的，我们可以。这些表达实际上是相同的。下标运算符可读性更强，因此我建议使用它。

我想知道是否存在一些内置的头文件

您不需要包含任何标题。

在数组中我必须以其他方式使用它 *(array+i)

仅仅因为你可以，并不意味着你必须这样做。您不必以其他方式使用它。

附：除了数组和向量，我们还可以使用带有指向数组元素的指针的下标运算符。

另外，C++ 的开发者选择返回指向数组而不是对象本身的指针是否有某些原因？

因为有时间接是必要的或有用的。

【讨论】：

不是“实际上”，而是完全相同。
@SergeyA 不相同，因为它们是不同的字符序列。运算符优先级也有细微差别。
很公平，但这可能会产生误导，具体取决于句子的阅读方式。你能详细说明运算符优先级差异吗？
@SergeyA Can you elaborate on operator precedence diff? 下标运算符和一元间接运算符具有不同的优先级“等级”。例如考虑array[i]++ 与*(array+i)++。因此，它们并不相同，并且不能在没有其他更改的情况下在每种情况下相互替换。
如果我们是迂腐的，*(array+i)++ 不包含子表达式 *(array+i)。 :P

【解决方案4】：

来自 C++ 14 标准（5.2.1 下标）

1 后缀表达式后跟方括号中的表达式是后缀表达式。其中一个表达式应具有类型 “T 数组”或“指向 T 的指针”，另一个应为无范围的枚举或整数类型。结果是“T”类型。 “T”型应该是一个完全定义的对象类型。表达式 E1[E2] 是与 *((E1)+(E2)) 相同（根据定义）[注：见 5.3 和 5.7 有关 * 和 + 的详细信息，以及有关数组的详细信息的 8.3.4。 ——尾注]，除了在数组操作数的情况下，结果是左值如果该操作数是左值，否则为 xvalue。

因此，array[i] 和 *( array + i ) 这些表达式的计算方式与此表达式中的 array 是数组指示符还是指向数组第一个元素的指针的计算方式相同，

此外，array[i] 和 i[array] 这些表达式的计算方式也相同。

数组是不可修改的左值，因此您不能从函数返回数组。如果在 return 语句中使用数组指示符，它将被转换为指向其第一个元素的指针。因此数组没有复制赋值运算符。

另一方面，您可以返回对数组的引用，前提是它没有自动存储持续时间。

例如

#include <iostream>

const size_t N = 5;

decltype( auto ) f( int ( &a )[N], int init )
{
    for ( size_t i = 0; i < N; i++ )
    {
        a[i] = init++;
    }
    
    return a;
}

int main() 
{
    int a[N];
    
    decltype( auto ) ra = f( a, 0 );
    
    std::cout << sizeof( ra ) << '\n';
    
    for ( const auto &item : ra )
    {
        std::cout << item << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
    
    return 0;
}

程序输出是

20
0 1 2 3 4

【讨论】：