为什么 char[] 和 char* 作为 typedefs 不同，但有时......不是？

Question

当我关注this question 关于char[] 和char* 的差异时，出现了以下观察结果。

#include <iostream>

typedef char ar[];
typedef char* pr;
void f2(ar x, pr y)
{
    std::cout << std::is_same<decltype(x), decltype(y)>::value << '\n';
    std::cout << std::is_same<ar, pr>::value << '\n';
}

int main()
{
    char data[] = "data";
    char *ptr = data;
    f2(data,ptr);
    return 0;
}

输出（在 Apple LLVM 版本 4.2 (clang-425.0.28) 上）

1
0

为什么这些报告为不同的类型，而不是不同的 decltype()s ？我怀疑它们实际上是不同的 types，因为它们的 typedef 声明，但为什么变量报告为 same 类型？

Answer 1

在 C++ 中，与在 C 中一样，声明为数组类型的参数调整（在编译时）为指针类型，特别是指向数组元素类型的指针。 p>

无论是直接指定数组类型还是通过 typedef 指定，都会发生这种情况（请记住，typedef 不会创建新类型，只是现有类型的别名）。

所以这个：

typedef char ar[];
typedef char* pr;
void f2(ar x, pr y)
{
    // ...
}

真正的意思：

void f2(char* x, char* y)
{
    // ...
}

C 和 C++ 共享的另一条规则是，数组类型的 表达式 在大多数但不是所有上下文中，隐式转换为指向数组对象的第一个元素。这意味着如果你定义一个数组对象：

char arr[10];

您可以将该对象的名称用作带有char* 参数（丢失边界信息）的函数的参数。

在 C 中，这种隐式转换不会发生的情况是：

1. 当数组表达式是sizeof 的操作数时（sizeof arr 产生数组的大小，而不是指针的大小）；
2. 当数组表达式是一元&的操作数时（&arr是指向数组的指针，不是指向指针的指针）；和
3. 当数组表达式是用于初始化数组类型对象的字符串文字时（char s[] = "hello"; 将 s 初始化为数组，而不是指针）。

这些情况（或 C++ 中发生的其他情况）都不会出现在您的程序中，因此您的调用：

f2(data,ptr);

将char* 类型的两个指针值传递给f2。

在f2内部，参数对象x和y都是char*类型，所以std::is_same<decltype(x), decltype(y)>::value为真。

但是ar 和pr 类型是不同的。 ar是不完整的数组类型char[]，pr是指针类型char*。

这解释了您的程序的输出。奇怪的发生是因为您使用数组类型ar 定义的参数x 实际上是char* 类型，它与pr 的类型相同。

Answer 2

C 系列是按值传递的，数组的 C 值是指向其第一个元素的指针。当您将声明为数组的项传递给函数时，真正传递的是该指针，C 将原型视为您以这种方式声明它。

Answer 3

我更改了代码，以便我们可以看到调用 f2 是如何更改类型的。在调用之前，变量具有不同的类型。通话后他们变得一样了

    typedef char ar[];
typedef char* pr;
void f2(ar x, pr y)
{
    cout << is_same<decltype(x), decltype(y)>::value << '\n'; //same type
}

int main()
{
    ar data = "data";
    pr ptr = data;
    cout << is_same<decltype(data), decltype(ptr)>::value << '\n'; // different
    f2(data,ptr);
    return 0;
}

输出是 0 0 .正如@jthill、@Dyp 和@keith Thompson 所说，这是因为数组衰减为指针。