C++ 指针和数组

Question

以下是来自 C++ 过程的一些代码。原件可以在这里找到； https://code.ros.org/trac/opencv/browser/trunk/opencv/modules/imgproc/src/grabcut.cpp

我的观点是我是一个 C# 而不是 C++ 程序员，所以这个代码对我来说有点神秘，即使我通过一个代码转换器运行它并且它没有改变。

我的问题是：a)。 'coefs' 如何成为一个数组，以及 b）。 'c' 是如何填充的？

提供更多信息：'coefs' 开始时似乎不是一个数组，而 'c' 似乎神奇地获得了至少 8 个项目

    // fields in class called MAT:
    // a distance between successive rows in bytes; includes the gap if any 
    size_t step;
    // pointer to the data
    uchar* data;

    // where ptr comes from:
    template<typename _Tp> _Tp* ptr(int y=0);
    template<typename _Tp> inline _Tp* Mat::ptr(int y)
    {
        CV_DbgAssert( (unsigned)y < (unsigned)rows );
        return (_Tp*)(data + step*y);
    }    
    .....

    // original question code:
    static const int componentsCount = 5;
    Mat model;
    float* coefs;
    float* mean;
    float* cov;

    coefs = model.ptr<float>(0);
    mean = coefs + componentsCount;
    cov = mean + 3*componentsCount;

    for( int ci = 0; ci < componentsCount; ci++ )
        if( coefs[ci] > 0 )
            calcInverseCovAndDeterm( ci );

    void GMM::calcInverseCovAndDeterm( int ci )
    {
        if( coefs[ci] > 0 )
        {
            float *c = cov + 9*ci;
            float dtrm =
                covDeterms[ci] = c[0]*(c[4]*c[8]-c[5]*c[7]) - c[1]*(c[3]*c[8]-c[5]*c[6]) + c[2]*(c[3]*c[7]-c[4]*c[6]);

Answer 1

当你像这样声明一个数组时：

int my_ints[10];

my_ints 是一个数组。但在 C++ 中，my_ints 也可以作为指向数组中第一项的指针来计算。所以代码如下：

int* the_first_int = my_ints;

...是合法有效的，更不用说很常见了。您也可以像使用数组一样使用the_first_int，如下所示：

int the_third_int = the_first_int[2];

...这使得在 C 样式数组和指针之间来回切换几乎无缝。

在您的代码中，您声明了一个指向 float 的指针：

float* coefs;

（顺便说一句，这应该初始化为NULLL，但那是另一回事了），然后将其设置为某个值：

coefs = model.ptr<float>(0);

我不知道model.ptr<float>(0) 做了什么，但它可能要么分配一个数组并返回一个指向该数组的指针，要么返回一个指向已经设置好的数组的指针。

现在因为coefs 是指向float 的指针，所以您可以像使用数组一样使用它，您可以在循环中这样做：

for( int ci = 0; ci < componentsCount; ci++ )
    if( coefs[ci] > 0 )

这就是它起作用的原因。

Answer 2

coefs如何变成数组

在 C 和 C++ 中，p[i] 只是 *(p + i) 的语法糖。当然，这个结构只有在p 恰好指向一个数组的元素并且p + i 没有超出该数组的边界时才有意义。否则，你会得到undefined behavior。

Kos 写道：请不要在每次出现问题时都说“未定义的行为”，除非你可以用标准来支持它

好的，既然你要求它：

当一个具有整数类型的表达式被添加到指针或从指针中减去时，结果具有类型 的指针操作数。如果指针操作数指向数组对象的一个​​元素，并且数组是 足够大，结果指向与原始元素偏移的元素，使得 结果和原始数组元素的下标等于整数表达式。换句话说，如果 表达式P 指向数组对象的第i 个元素，表达式(P)+N（等效于N+(P)） 和(P)-N（其中N 的值为n）分别指向数组的第i + n 个和第i 个元素 对象，只要它们存在。此外，如果表达式P 指向数组对象的最后一个元素， 表达式 (P)+1 指向数组对象的最后一个元素，如果表达式 Q 指向 在数组对象的最后一个元素之后，表达式(Q)-1 指向数组的最后一个元素 目的。 如果指针操作数和结果都指向同一个数组对象的元素，或者一个过去 数组对象的最后一个元素，评估不应产生溢出； 否则，行为未定义。

Answer 3

在 C 和 C++ 中，指针和数组是等价的。您可以将它们视为指针或数组，这取决于您。指向单个变量的指针可以被认为是一个包含 1 个元素的数组。

Answer 4

从您的代码看来，model 是实际包含数组的数据结构。

coefs = model.ptr<float>(0);

这里，coefs 不会“变成”数组，而是指向model 中的现有数组，之后它可以像真正的数组一样使用。其他变量mean、cov 和c 也是如此——它们都被分配了一个指向数组中特定位置的指针。例如：

mean = coefs + componentsCount;

使mean 指向coefs“数组”的第6 个（从componentsCount = 5 开始）元素。在此之后，mean 可以被视为从model 的第 6 个元素开始的数组。

Answer 5

float *c = cov + 9*ci;

c 是指向 cov 指向的任何位置的指针，加上浮点大小的 9 倍（假设标准 IEEE-754 float 为 4 个字节）。这是指针算法。

我不确定 coefs 指向什么，但我认为它是在 model.ptr<float>(0); 语句中的某个位置分配的。否则，它是一个无效的指针（可能为 NULL）。

在 C 和 C++ 中，存在指针和数组之间的区别的细分。考虑以下代码：

int A[5];
int y = *A;  // The first occurrence of A is also the dereferenced value of *A
int z = A[0]; // The first occurrence of A
int *w = A;  // pointer to the beginning of A
if (*w == y) {} // TRUE, dereferenced int value == int value
if (w == A) {} // TRUE, address == address