C++ 通过引用传递静态数组和动态数组

Question

为了完全理解指针、值和引用是如何工作的，我正在制作一个基本的 C++ 程序，它试图篡改一些静态和动态数组并准确理解它们应该如何传递。

首先我生成一个包含 3 个元素的静态数组。然后我将它传递给一个修改所有元素的函数。然后我将它传递给另一个函数，签名略有不同，但也可以改变数组的值。

接下来我生成一个动态大小的数组，通过引用将其传递给一个函数，这样这个动态大小的数组中的所有值都可以更改。

代码如下：

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

void changeIndexStaticArrayMethod1(int* stat);
void changeIndexStaticArrayMethod2(int (&stat)[3]);
void changeIndexDynamicArrayMethod1(int* dyn, int size);

int main() {
    const int MAX = 3;
    int arr[MAX] = { 1,2,3 };

    changeIndexStaticArrayMethod1(arr);
    cout << arr[0] << endl;
    cout << arr[1] << endl;
    cout << arr[2] << endl;
    cout << endl;
    changeIndexStaticArrayMethod2(arr);
    cout << arr[0] << endl;
    cout << arr[1] << endl;
    cout << arr[2] << endl;

    int SIZE;
    cout << "Please choose a size for the array" << endl;
    cin >> SIZE;

    int *ne = new int[SIZE];
    //Build array
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        ne[i] = i;
    }

    changeIndexDynamicArrayMethod1(ne, SIZE);
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        cout << "ne[" << i << "] = " << ne[i] << endl;
    }


    //To hang program
    cin >> SIZE;

    delete[] arr;
    delete[] ne;
    return 0;
}

void changeIndexStaticArrayMethod1(int* stat) {
    stat[0] = 10;
    stat[1] = 20;
    stat[2] = 30;
}

void changeIndexStaticArrayMethod2(int (&stat)[3]) {
    stat[0] = 40;
    stat[1] = 50;
    stat[2] = 60;
}

void changeIndexDynamicArrayMethod1(int* dyn, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        dyn[i] = i * 10;
    }
}

以上所有代码都按我想要的方式工作，我只是有几个问题，为什么（我在其他 SO 问题上找到的一些通过引用传递数组的方法）。

在 changeIndexStaticArrayMethod1() 和 changeIndexDynamicArrayMethod1() 函数中，为什么我们可以对我们的数组使用取消引用 * 运算符作为引用？我的下意识反应是将其视为实际上按值传递数组，因为它是取消引用运算符。我知道对于数组，它与使用变量有很大不同，而且，为什么以下不适用于单个 int 变量：

void changeStaticNumber(int* num){ 数 = 100； }

显然，如果我们使用 &num 而不是 int* num，上面的方法将起作用，显然我不完全理解指针和数组之间的关系，但我无法弄清楚为什么当我们通过引用数组，int* staticArray 没问题。

对于我遇到的这些问题的任何解释将不胜感激。谢谢。

Answer 1

让我看看我是否可以尝试一下。

指针只是地址持有者。一旦你做了 int * ptr = myarray; --- 你在 tern 做的是将指针 my 数组的地址存储到 ptr --- 数组名称实际上是指向数组中第一个内存位置的指针。您可以使用指针算法来获取其他所有内容，例如 myarray +1 将指向下一个位置或 myarray[1]。

当您需要修改数组时，按值传递不是很有用。通过引用传入本质上是指向数组并传递它。由于像向量这样的数组是连续的内存块，因此您可以很容易地对它们进行索引。

就您的示例而言 void changeStaticNumber(int* num){ num = 100;将不起作用，因为您试图做的是将 100 存储到指针的地址中。如果您引用 num 并使其无效 changeStaticNumber(int* num){ *num = 100;它将起作用，因为您实际上更进一步并访问了 num 指向的数据。当您使用 &num 时，它本质上是同一件事 - & 只是给您一些东西的地址。

例如，如果你想将一个指针指向一个 int，你会做的是

int num = 5; int *ptr = &num;

此时 ptr 在 num 中具有相同的地址。要打印出 num 中的数据或 ptr 指向的数据，您需要取消引用或更进一步，因为我想告诉自己并取消引用 cout << *ptr;

Answer 2

在 changeIndexStaticArrayMethod1 和 changeIndexDynamicArrayMethod1 中，您没有传递数组，也没有通过引用传递（只有当参数类型是引用类型时才会发生——即 &).参数的类型为 int *（指向 int 的指针）。您正在按值传递指向 int 的指针。两个函数都没有"dereference operator"。

ne已经是一个int *，所以通过它没什么特别的。 arr 是一个 int [3]，一个数组，而不是一个指针。在 C 语言中，当在需要指向 T 的指针的上下文中使用数组 T 时，它会隐式转换（无需您做任何事情）指向其第一个指针元素。因此，当您这样做时，changeIndexStaticArrayMethod1(arr)，编译器将获得指向 arr 的第一个元素的指针，并将其传递给函数。

[] 运算符作用于指针。 a[i] 始终保证与 *(a + i) 相同。在 changeIndexStaticArrayMethod1 和 changeIndexDynamicArrayMethod1 函数中，[] 用于使用指向第一个元素的指针访问后续元素。

Answer 3

why are we able to use the dereference * operator for our array as reference?

C 中的 * 有很多含义。它可以表示一元间接 ("contents of") 运算符，可以表示二进制乘法运算符，也可以表示指针声明。 int* stat 是一个指针声明。

由于您没有使用 * 取消引用该函数内指针的内容，我不太确定您在问什么。

当您在 main() 中获取数组的数组名称时，它 "decays" 成为指向第一个元素的指针。那么这些函数的作用是按值获取指针。如果您通过键入 *stat = something; 取消引用指针，您将访问 main.

中的实际数组

如果你做一些奇怪的事情，比如改变指针本身，例如stat++;，那么它不会影响main中使用的地址。您按值传递了指针本身，因此指针是本地副本。

My knee jerk reaction is seeing that as practically passing the array in by values since it is the dereference operator.

你不能在 C 或 C++ 中真正按值传递数组，除非诉诸肮脏的技巧（将它们存储在结构或类中）。例如，如果你的函数被写成 void changeIndexStaticArrayMethod1(int stat[3]) 它仍然会给你一个指向第一个元素的指针。它不会按值传递数组，因为语法可能会让您相信。

why will the following not work for single int variables:

void changeStaticNumber(int* num){ num = 100; }

因为num是指针本身，而不是它的内容。为了编写这样的代码，您可以通过引用 int& num 传递变量。在背后，这实际上与传递指针是一回事，只是使用了简化的语法。

要更好地理解指针和数组之间的关系，请从阅读整章开始：http://c-faq.com/aryptr/index.html（C 和 C++ 在指针方面是相同的）。

C++ 通过引用传递静态数组和动态数组

C++ Passing Static Array and Dynamic Array By Reference

c++

arrays

pointers

reference

pass-by-reference