C++：通过函数修改数组

Question

这已经困扰我一个多星期了。我可能错过了解释这一点的帖子，但我已经阅读了一堆帖子/文章，它们要么没有告诉我任何我不知道的事情，要么超出了我的想象。

考虑一下：

#include<iostream>
using namespace std;

void poo(int *currArray){
    cout << "*currArray: " << currArray << endl;
    int * blah = new int [5];
    cout << "blah: " << blah << endl;

    currArray = blah;
    cout << "currArray after switch " << currArray << endl;
}

int main(){
    int * foo = new int [5];

    cout << "foo: " << foo << endl;

    poo(foo);

    cout << "foo after poo " << foo << endl;
}

产生输出：

foo: 0x7ffdd5818f20
*currArray: 0x7ffdd5818f20
blah: 0x7ffdd5818ef0
currArray after switch 0x7ffdd5818ef0
foo after poo 0x7ffdd5818f20

如您所见，虽然地址切换发生在函数内部，但它不会延续到主函数。我也知道这是内存泄漏，但我认为这与问题无关。

我的理解是数组本质上指向它的第一个元素的地址。我也理解数组是“通过引用”传递的。即，传递数组的地址。

那么为什么poo之后地址切换不持续呢？我是不是把currArray的指针（foo的别名）改成了blah的指针？

Answer 1

什么是指针？它是一个包含内存地址的变量。它可以被复制，可以被引用，你甚至可以获取它的地址。因此，当您将函数声明为void poo(int *currArray) 时，您是在说，将传递的参数的值复制到变量currArray 中。所以currArray 现在包含与foo 相同的地址。但是，当您更改 currArray 的值时，您只会更改 currArray 的值，因为它是副本而不是参考。

您可以看到 Carl 关于如何通过引用传递指针的答案。修改foo 的另一种方法是将foo 的地址传递给函数。因为现在您知道foo 在内存中的位置，您可以通过取消引用它并将blah 的地址分配给它来更改它的值。当然，您应该首先释放foo（通过currArray）占用的内存，因为如果不这样做，您将无法执行此操作，并且会导致内存泄漏。

示例代码如下：

#include<iostream>

void poo(int **currArray)
{
    std::cout << "currArray: " << *currArray << std::endl;
    int *blah = new int[5];
    std::cout << "blah: " << blah << std::endl;
    delete[] *currArray; // clean after ourselves
    *currArray = blah;
    std::cout << "currArray after switch " << *currArray << std::endl;
}

int main()
{
    int *foo = new int[5];
    std::cout << "foo: " << foo << std::endl;
    poo(&foo);
    std::cout << "foo after poo " << foo << std::endl;
    delete[] foo; // clean after ourselves
}

演示：https://ideone.com/4UWYlG

foo: 0x560b3e9ffc20
currArray: 0x560b3e9ffc20
blah: 0x560b3ea00c50
currArray after switch 0x560b3ea00c50
foo after poo 0x560b3ea00c50

Answer 2

这里需要注意的重要一点是，由于指针是对象，因此在将foo 传递给poo 时，您将按值获取指针。所以函数内的赋值实际上只作用于局部参数currArray。为了使它与范围之外的指针保持一致，您必须声明您的函数，如：void poo(int *& currArray); 尽管这不适用于数组。这意味着它是对指向 int 的指针的引用。否则指针按值传递。

话虽如此，您正在尝试做的是，将指针分配给函数poo 内的本地堆栈对象并不是很好，因为一旦函数返回，您的另一个指针将指向被破坏的东西，这将导致未定义的行为。

您应该考虑阅读更多关于在任何good C++ book 中传递的指针、引用和参数。

虽然传递数组的地址是正确的，但指针本身是按值传递的，因此函数内部的本地指针指向相同的地址，但它与 main 中的指针不同。

此外，您应该强烈考虑使用 std::vector 而不是原始数组，因为这样会更容易使用、维护并且不会有太大的性能差异（如果有的话）。

这是一段工作代码：

void poo(int *& currArray){
    /* ... */
}

int main(){
    int foo[5];
    int* doo = foo;

    cout << "foo: " << doo << endl;

    poo(doo);

    cout << "foo after poo " << doo << endl;
}

你必须做 doo 的原因是你不能将非 const 左值绑定到数组 foo 本身。而且，如果您将其设为 const，则无法在该函数中进行分配。如果您堆分配该数组，那会很好，因为 foo 的类型是int*。

Answer 3

关于传递 按值 和 按引用 存在一些混淆。对于数组尤其如此。

我不会在这里用整个图片来打扰你，但我会尽可能简洁地解决你的误解：

1. 在 C++ 中，所有参数都按值传递，除非类型包含引用限定符 & 或 &&，例如void foo(int& a)
2. 在您的示例中没有&，因此没有任何内容通过引用传递
3. 我认为这种关于通过引用传递数组的困惑来自：您使用指向数组开头的指针将数组“传递”给函数。重要提示：您传递的不是数组本身，而是指向其开头的指针。但是，在函数内部，您可以通过 * 和 [] 运算符访问数组的元素。它们将使您能够访问 actual 数组元素，而不是它们的副本。这在某种程度上感觉就像通过引用传递数组。因此造成混乱。

所以你可以修改函数内部的数组元素，你会在main看到效果。但如果修改指向数组的指针，main 将看不到任何效果，因为该指针是按值传递的。

Answer 4

currArray 不是别名，它是一个函数本地对象，其值已通过参数传递机制初始化为传递的值，并且函数中发生的事情保留在该函数中。您可以将其声明为对指针的引用，然后使用它来修改传递的任何实际指针（但不是数组），但同样，这就是引用的工作方式，而不是某种参数魔术。