C++中数组的引用作为函数参数时用途

2013年10月17日 由 Creater 留言 »

在C++中可以定义数组的引用,用以解决C中无法解决的“数组降价”问题,我们先来看看什么是“数组降价”,先看如下代码:

void Test( char array[20] )
{
    cout << sizeof(array) << endl; // 输出 4
}

char array[20] = { 0 };
cout << sizeof(array) << endl; // 输出 20
Test( array );

我们看到,对于同样的数组array,一个输出4,另一个输出20。这是因为
void Test( char array[20] ) 中的array被降阶处理了,
void Test( char array[20] ) 等同于 void Test( char array[] ) 也等同于
void Test( char* const array ) 如果你原意,它甚至等同于
void Test( char array[999] )
也就是说

void Test( char array[20] )
{
    cout << sizeof(array) << endl;
}

被降成

void Test( char* const array )
{
    cout << sizeof(array) << endl; // 既然是char*,当然输出4
}

这样以来,我们在函数声明中的数组大小限制是无效的,声明 void Test( char array[20] ) 并不能保证一定会接收到一个大小20的数组,即任何 char[] 都会被降价为 char* ,这样就增加了程序出错的可能性。
要解决这样一个问题,我们可以用C++的数组引用作为参数,看以下代码:

void Test( char (&array)[20] )//是不是很像 char *p[20] 和 char (*p)[20] 的区别?
{
    cout << sizeof(array) << endl;
}
char array[20] = { 0 };
cout << sizeof(array) << endl;
Test( array );

这样 Test 函数就只能接收大小为 20 的 char[],看如下代码:

char array1[10] = { 0 };
char array2[20] = { 0 };
Test(array1);//Error:实参不是大小为 10 的 char[]
Test(array2);//OK

在 C++ 中,单纯的用数组的引用可以直接传递数组名,因为它将数组的大小已在形参里提供了信息。但是这样一来我们只能固定数组的大小来用这个函数了。用模板加数组的引用可以解决这个问题,看如下代码:

template <int sz>
void Test(int (&array)[sz])
{
    for (int i = 0; i < sz; ++i)
        cout << array[i] << endl;
}
 
int a[2] = { 0 }, b[15] = { 0 };
Test(a);//OK
Test(b);//OK

只可惜任何事情都不会太完美,使用模板后确实可以使同一函数能够处理大小不同的数组了,扩大了函数的适用范围。但是这样定义的函数仍然存在着下述缺点:
1. 模板最终是要实例化的,所以调用多少个不同长度的数组,就要产生这个函数的多少份实例代码。而传统方式的函数只有一份实例,与函数的调用次数无关。

2. 不能应用于在编译期间数组的大小尚未确定的情况,这也使这个模板函数的适用范围受到限制。

3. 这样写的函数显然不能用指针变量作为函数的参数,因此不能用这个函数处理动态分配的内存区域。

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