C++必知必会(六) 数组形参

    数组形参是个容易出问题的地方。因为对于C/C++新手而言，最大的惊讶是C++中根本不存在所谓的“数组形参”，因为数组在传入时，实质上只传入指向其首元素的指针。

 

void average(int ary[12]); // 形参ary是一个int*

//...

int anArray[] = {1, 2, 3}; // 一个具有3个元素的数组

const int anArraySize = sizeof(anArray)/sizeof(anArray[0]); // == 3

average(anArray);

    这种从数组到指针的自动转换被赋予了一个迷人的技术术语：“退化”，即数组退化成指向其首元素的指针。顺便提及，同样的事情也发生在函数上。一个函数型参数会退化成一个指针。不过，和数组退化时丢失边界不同，一个退化的函数具有良好的感知能力，可以保持其参数类型和返回类型。

 

    由于在数组形参中数组边界被忽略了，因此通常在声明时最好将其省略。然而，如果函数期望接受一个指向一个元素序列（换句话说，就是数组）的指针作为参数，而不是指向单个对象的指针，那么最好这样声明：

void average(int ary[]); // 形参ary仍然是一个int*

 

    另一方面，如果数组边界的精确数值非常重要，并且希望函数只接受含有特定数量元素的数组，可以考虑使用一个引用形参：

    void average(int (&ary)[12]);

   

    现在函数就只能接受大小为12的整型数组：

    average(anArray); // 错误！anArray是一个int [3] ！

 

    模板有助于代码的泛化：

    template

    void average(int (&ary)[n]); // 让编译器帮我们推导n的值！

 

    不过，更为传统的做法是将数组的大小明确地传入函数：

    void average(int ary[], int size);

 

    当然，我们可以将这两种方式结合起来：

    template

    inline void average(int (&ary)[n])

    {

         average_n(ary, n);

    }

 

    从以上讨论中我们应该清晰地获知，使用数组合作函数参数最大的问题在于，数组的大小必须以形参的方式显式地编码，并以单独的实参传入，或者在数组内部以一个结束符值作为指示。另一个困难在于，不管数组是如何声明的，一个数组通常是通过指向其首元素的指针进行操纵。如果那个指针作为实参传递给函数，我们前面声明引用形参的技巧将无济于事。

int *anArray2 = new int [anArraySize];

//...

average(anArray2); //错误，不可以使用int *初始化int (&)[n]

average_n(anArray, anArraySize); // 没问题

 

    出于这些原因，经常采用某种标准窗器（通常是vector或string）来代替对数组的大多数传统的用法，并且经常应该优先考虑使用标准容器。

    从本质上来说，多维数组形参并不比一维数组来得困难，但它们看上去更具挑战性；

void process(int ary[10][20]);

    和一维数组一样，形参不是一个数组，而是一个指向数组首元素的指针。不过，多维数组是数组的数组，因此形参是一个指向数组的指针：

void process(int (*ary)[20]); //一个指针，指向一个具有20个int元素的数组

 

    注意，第二个边界没有退化，否则将无法对形参执行指针算术。如前所述，让代码的读者清晰地知道你期望的实参是一个数组，这通常是一个好主意：

void process(int ary[][20]); // 仍然是一个指针，但更清晰

 

    对多维数组形参的有效处理往往退化成一个低级的编程练习，此时需要程序员取代编译器执行索引计算。

   

void process_2d(int *a, int n, int m)
{
      for (int i = 0; j < n; ++i)
            for (int j = 0; j < m; ++j)
                  a[i*m+j] = 0;
}

    同样，有时模板有助于让事情更干净利落：

template<int n, int m>
inline void process(int (&ary)[n][m])
{
      process_2d(&ary[0][0], n, m);
}

    一句话数组形参是个讨厌的家伙，和它亲近你得小心。