在 C++ 中返回数组引用的语法

Question

我一直在复习 C++ 中的数组概念，当我遇到这个问题时：Return an array in c++

有人用这个声明回答：

int (&f(int (&arr)[3]))[3]

我似乎无法理解的是右括号后的 [3]。我从未见过像这样的函数声明。我了解其余的语法，但我不是特别了解 [3] 是如何工作的，因为它在函数名称之后。如果我忽略了一些简单的事情，我会提前道歉。我还尝试查看函数声明的规范，但我没有看到任何与下标语法相关的内容 link 。那么，这怎么可能呢？

Answer 1

该函数返回一个 reference 到一个大小为 3 的 int 的数组，函数后面的 [3] 部分实际上是要作为 reference.

返回的数组的大小

这个晦涩的语法来自数组声明的奇怪语法，你这样做：

int arr[3]; //real but weird

如果有这样的话，语言会简单得多：

int[3] arr; //hypothetical but better and simpler

因为大小3是arr类型的部分，所以如果所有的部分都出现在左边更有意义变量名，和你写的一样：

unsigned int a;

你不写：

unsigned a int; //analogous to : int a [3];

因此，尽管该语言对 unsigned int 做了正确的事情，但对 int[3] 做了一件非常奇怪的事情。

现在回到函数声明，函数声明为：

int[3]& f(int[3]& arr); //hypothetical

仅当它的所有部分都在变量名的左侧时。但由于它不这样做（即语言要求你在变量名后的最右边写上大小），你最终得到这个奇怪的签名：

int (&f(int (&arr)[3])[3]; //real

请注意，参数甚至变得很奇怪。

但您可以使用 typedef 将其简化为：

typedef int array_type[3];

array_type& f(array_type& arr);

看起来好多了。现在只有 typedef 看起来很奇怪。

使用 C++11，您可以编写更好的 typedef：

using array_type = int[3];

array_type& f(array_type& arr);

与此非常接近（如果您将 array_type 可视化为 int[3]）：

int[3]& f(int[3]& arr); //hypothetical

希望对您有所帮助。

Answer 2

int (&f (int (&arr)[3]) )[3]
{
    return arr;
}

让我们从里面走吧。 (int (&arr)[3]) 部分表示该函数将对 3 个元素的 int 数组的引用作为参数。这与正在 return 编辑的 arr 相同。

现在，语法的其余部分表示该函数应该 return 对 3 个整数数组的引用。 f 是函数的名称。 int &f() 意味着您 return 对 int 的引用，但您需要 return 固定大小的数组，因此您应该添加 [3]使用 &f(...) 周围的括号是因为在 C++ 中，您将数组的大小写在变量名之后，而不是类型名之后，正如 Nawaz 在他的回答中所解释的那样。如果省略这些括号，编译器会将 f 解释为引用数组，如 int & f[3].

Answer 3

好吧，阅读这篇 article 关于 C 历史的文章，作者 Dennis M. Ritchie。

看起来像我们从 B、C 到 C++ 得到的这种语法...

我相信，这种声明一些 "basic type" 的多个变量的方式是这种奇怪语法的根源：

int a, *b, c[3];

所以 a 只是 int，b 是指向 int 的指针，而 c 是 int 的数组...

如果这些 * 和 [3] 是类型定义的一部分而不是变量定义 - 那么我们需要 3 行来编写：

int a;
int* b;
int[3] c;

SO C page 上有两个很好的资源可用于学习如何解析此类结构：

cdecl 有点失败 - 因为引用不是 C 的一部分 - 所以让我们尝试 The Clockwise/Spiral Rule for parsing C declarations.

int (&f(int (&arr)[3]))[3]

arr -> arr
&arr -> arr 是引用
(&arr) -> arr 是参考 - 周围 () 并没有真正改变什么
(&arr)[3] -> arr 是对大小为 3 的数组的引用
int (&arr)[3] -> arr 是对 int

下一个：

f -> f
f(int (&arr)[3]) -> f 是接受 arr 的函数，即 ...
&f(int (&arr)[3]) -> f 是接受 arr 的函数，它是 ...，并返回引用
(&f(int (&arr)[3]))[3] -> f 是接受 arr 的函数，它是...，并返回对大小为 3
int (&f(int (&arr)[3]))[3] -> f 是接受 arr 的函数，arr 是对 int 类型大小为 3 的数组的引用，并返回对大小为 3 的 int 类型数组的引用

当然 - 至少对我而言，此代码应替换为更易于阅读的版本：

using int3 = int[3];
int3& f(int3& arr);

在 C++ 中返回数组引用的语法

Syntax for returning an array reference in C++

c++

arrays

reference

declaration

function