如果一个函数通过引用返回一个数组，它是对指针的衰减吗？

Question

在下面的示例代码中，ComputeSomething() 返回对数组的引用。

我被要求使用 C++ 核心指南（MSVC 工具链上的 NuGet 包）作为额外的静态分析工具。

在ComputeSomething() 的返回行上，静态分析工具警告说存在一个指向指针衰减的数组。我假设意图是更改它以使衰减明确（类似于&(computed_values[0])），但这会破坏通过引用返回数组的点。

对于这种通过引用返回数组的特定用例，这是一个有效的警告还是噪音？

（假设 C++98 约束）

float (&ComputeSomething( const seed_t(&seed_data)[num_of_elems_seeded] ))[num_of_elems_calculated]{

    static float computed_values[num_of_elems_calculated];

    // do something...

    return computed_values;
}

Answer 1

以下方法：

float (&ComputeSomething())[num_of_elems_calculated]{

    static float computed_values[num_of_elems_calculated];

    // do something...

    return computed_values;
}

与静态分析工具中可能发生的情况不同，指针衰减的潜在数组不是在方法内部确定，而是在调用者调用函数时确定：

// expected to decay
float *some_computation = ComputeSomething(); 

// not expected to decay to pointer
float (&safer_computation)[num_of_elems_calculated] = ComputeSomething();

感谢@Galik 对此的意见。

Answer 2

是的。

在ComputeSomething 函数中，computed_values 是一个数组。和往常一样，它可以自然地衰减为指向其第一个元素的指针。

所以ComputeSomething 函数可以简化为

const float* ComputeSomething(...){ ... }

---

为了“保留”尺寸信息，然后能够像现在一样使用函数，调用者需要知道尺寸无论如何。这不是自动转移的东西。因此，使用指针不会有太大变化，除非您绝对想在数组上使用sizeof，但这可以通过使用您必须在变量声明中提供的大小来回避。使用指针肯定会简化语法，从而使代码更具可读性和可维护性。

您也可以使用std::vector，它已内置大小信息。或者强制升级到可以使用 C++11 的更现代的编译器，然后使用 std::array 如果你想要编译时固定大小的数组。

我不确定 std::pair 是否存在于 C++98 中，或者它是否存在于 C++03 中，但作为某种中间立场，您可以使用 std::pair<float*, size_t> 来返回一个指针 和尺寸。

最后，您始终可以使用typedef 为您的数组类型创建别名。然后你就不需要在任何地方显式指定大小了，它会大大简化语法：

typedef computed_values_type[num_of_elems_calculated];

....

computed_values_type& ComputeSomething(...) { ... }

...

computed_values_type& computed_values = ComputeSomething(...);

Answer 3

从编译的二进制文件的角度来看，对数组的引用只是指向第一个元素的旧指针。它与原始指针的区别仅在于类型本身，其中包含有关数组大小的信息。例如，它可以用于编译时大小检查、编译器警告或range-based for 循环