C++ 数组范围

Question

我终于从 Python/PHP 等转向 C++。对于我的生活，我无法从 Jumping into C++ 中弄清楚这个程序是如何工作的。看起来，如果你将一个数组传递给一个函数，而不是作为参考，它仍然修改了那个数组？对我来说，似乎“数组”在 sort() 之后不应该改变，因为它不是参考。

#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iostream>

using namespace std;

int findSmallestRemainingElement (int array[], int size, int index);
void swap (int array[], int first_index, int second_index);

void sort (int array[], int size)
{
    for ( int i = 0; i < size; i++ )
    {
        int index = findSmallestRemainingElement( array, size, i );
        swap( array, i, index );
    }
}

int findSmallestRemainingElement (int array[], int size, int index)
{
    int index_of_smallest_value = index;
    for (int i = index + 1; i < size; i++)
    {
        if ( array[ i ] < array[ index_of_smallest_value ]  )
        {
            index_of_smallest_value = i;
        }
    }
    return index_of_smallest_value;
}


void swap (int array[], int first_index, int second_index)
{
    int temp = array[ first_index ];
    array[ first_index ] = array[ second_index ];
    array[ second_index ] = temp;
}

// small helper method to display the before and after arrays
void displayArray (int array[], int size)
{
    cout << "{";
    for ( int i = 0; i < size; i++ )
    {
        // you'll see this pattern a lot for nicely formatting
        // lists--check if we're past the first element, and
        // if so, append a comma
        if ( i != 0 )
        {
            cout << ", ";
        }
        cout << array[ i ];
    }
    cout << "}";
}

int main ()
{
    int array[ 10 ];
    srand( time( NULL ) );
    for ( int i = 0; i < 10; i++ )
    {
        // keep the numbers small so they're easy to read
        array[ i ] = rand() % 100;
    }
    cout << "Original array: ";
    displayArray( array, 10 );
    cout << '\n';

    sort( array, 10 );

    cout << "Sorted array: ";
    displayArray( array, 10 );
    cout << '\n';
}

Answer 1

你的直觉是绝对正确的，而且通常你是对的。

但是，作为对 C 的回归，将数组的名称作为函数参数是一种特殊且混乱的情况——名称会自动转换（或“衰减”）为指向数组第一个元素的指针。

所以这个：

void foo(int array[]);

其实是这个意思：

void foo(int* array);

所以，甚至，这样做：

void foo(int array[5]);

这个灾难性的设计决定源于数组本身无法自动复制，并且有人不想继续完整地写出&myArray[0]。

---

一种解决方法是使用包装器std::array，它可以被复制：

#include <array>

void foo(std::array<int, 5> name) // pass-by-value; copies!
{
   name[3] = 8;
}

int main()
{
   std::array<int, 5> array = { 1,2,3,4,5 };
   foo(array);
   // array is still 1,2,3,4,5 here
}

但是，除非您乐于深入研究模板，否则您必须知道数组维度才能使其工作......即使foo 是函数模板，维度仍然必须在编译时知道-时间。

容器std::vector 是一个可调整大小的类数组类型，具有运行时维度；如果您的数组并不总是 10 大，那可能就是您需要的。

Answer 2

数组在内部被强制转换为指针，因此函数会修改内容。发生这种行为可能是因为您不想传递数组的副本（因为效率），所以最初 C 就是这样设计的（C++ 借用了约定）。

Answer 3

参见“数组作为参数”小节here。本质上是传入数组开头的地址。

Answer 4

当将 C 风格的数组（即 []）传递给函数时，它实际上只是一个指针。

void function(int array[]);
void function(int* array);

这两个完全一样（这样会编译失败）。

如果您想要一个更独立的数组，该数组在按值传递时会自我复制，请使用std::vector。