堆分配数组的基于范围的for循环答案

【问题标题】：Range based for loop for heap allocated arrays堆分配数组的基于范围的for循环
【发布时间】：2018-08-27 11:22:18
【问题描述】：

考虑以下代码，它将精确地计算出success 3 次：

int arr [3];

for(int& value : arr )
    std::cout << "success" << std::endl;

如果我尝试在堆上分配数组，就会出现问题。此代码无法编译：

int* ptr = new int[3];

for(int& value : *ptr )
    std::cout << "success" << std::endl;

由于指针被取消引用，类型应该相同。所以我有一些问题：

当我从硬件上问这两种表达方式的根本区别是什么。我想了解为什么后者没有意义。
我可以通过一个小改动让它工作吗？

【问题讨论】：

使用堆分配数组时，数组的大小信息会丢失。
Re: "will cout success" -- cout 是名词，不是动词。
如果range_expression是一个容器，它有成员begin和end，否则它是一个调用std::begin(c)的内置数组。 en.cppreference.com/w/cpp/language/range-for

标签： c++ c++11 pointers

【解决方案1】：

由于指针被取消引用，因此类型应该相同。

仔细查看指针的类型：int* ptr。它是一个指向int 的指针，比较arr 的类型int[3]。这些类型是不同的。因此，您认为类型应该相同的假设是错误的。 int[3] 是一个范围，而 int 不是。

array-new-expression 返回指向数组第一个元素的指针。这就是ptr 所指的。第一个元素的内存地址和整个数组一样，但是变量的类型决定了它的使用方式。

我可以通过一个小改动让它工作吗？

由于指向第一个元素的指针的值与指向整个数组的指针相同，因此您可以使用强制转换将指针重新解释为另一种类型：

auto arr_ptr = std::launder(reinterpret_cast<int (*)[3]>(ptr));
for(int& value : *arr_ptr)

也就是说，通常使用动态数组，因为它们允许在运行时确定大小。该转换的大小必须在编译时知道。

此外，您的示例代码泄漏了数组。虽然此代码中的泄漏很容易修复，但手动内存管理通常很困难，而且没有必要。当您需要动态数组时，最好使用std::vector：

std::vector<int> v(3);
for(int& value : v)

【讨论】：

你确定你没有在 UB 领域使用 reinterpret_cast 运行，因为你没有投射到 char*？
我总是不确定重新解释演员表。
@Pi 我不能怪你 :) 我在示例代码中添加了洗钱功能以防万一。
如果类型不相似，则 std::launder 将无济于事。结果据我所知还是UB。
它基本上分解为数组和指针是否相似的问题。如果不是，那就是UB。但老实说，我不知道。

【解决方案2】：

如果可见声明包含元素的数量，则原始数组仅支持基于范围的语法，即第一种情况下的int arr[3] 和第二种情况下的int* prt。在第一种情况下，这是给出的（但如果可能的话，您仍然应该更喜欢std::array），但在第二种情况下，您不会在堆上分配内存并且有关大小的信息已经消失。如果您只使用 std::array 而不是原始数组，则可以避免这种情况。

由于指针被取消引用，因此类型应该相同。

仔细研究一下，原因是，在第一种情况下，您有一个数组，而在第二种情况下，您有一个指针，即使是相同的类型，NOT .

这种对指针和数组相等的误解一直在 C++ 教程中传播，但这是错误的。这可能是因为，当将数组传递给采用该类型指针的函数时，数组衰减到一个指针，称为array-decay。

我可以用一点点改变它吗

是的，你可以。使用std::array 或st::vector 这将使它看起来像std::array：

#include <iostream>
#include <array>

int main()
{
    std::array<int, 3>* ptr = new std::array<int, 3>;

    for(int& value : *ptr )
        std::cout << "success" << std::endl;
}

为简洁起见，我没有包括您应该始终执行的指针的删除操作。

但是，如果您在堆上分配内存，最好使用std::vector，因为会自动处理解除分配。该程序将读取：

#include <iostream>
#include <vecor>

int main()
{
    std::vector<int> vec(3);

    for(int& value : vec)
        std::cout << "success" << std::endl;
}

【讨论】：