为什么数组的维是其类型的一部分？

Question

在阅读C ++ Primer书籍时，我遇到了这样的说法：“数组中元素的数量是数组类型的一部分。” 因此，我想使用以下代码进行查找：

#include<iostream>

int main()
{
    char Array1[]{'H', 'e', 'l', 'p'};
    char Array2[]{'P', 'l', 'e', 'a', 's', 'e'};

    std::cout<<typeid(Array1).name()<<std::endl;        //prints  A4_c
    std::cout<<typeid(Array2).name()<<std::endl;        //prints  A6_c

    return 0;
}

有趣的是，两个数组上的typeid结果表明它们有所不同。

• 幕后发生了什么事？
• 为什么数组必须具有包含其大小的类型？仅仅是因为它的大小不应该改变吗？
• 这将如何影响比较数组？

只是希望能够深刻理解这个概念。

Answer 1

幕后发生了什么事？

根据定义，非动态分配的是固定大小的同类元素容器。N类型的元素数组T作为N类型的对象的连续序列布置在内存中T。

为什么数组的类型必须包含其大小？

我不认为数组的类型包括它的大小是“必要的”-事实上，您可以使用指针来引用连续的T对象序列。这样的指针将丢失有关数组的大小信息。

但是，这是一件有用的事情。它提高了类型安全性，并在编译时对有用的信息进行了编码，可以以多种方式使用。例如，您可以使用引用数组来重载不同大小的数组

void foo(int(&array)[4]) { /* ... */ }
void foo(int(&array)[8]) { /* ... */ }

或找出数组的大小作为常数表达式

template <typename T, std::size_t N>
constexpr auto sizeOf(const T(&array)[N]) { return N; }

这将如何影响比较数组？

确实不是。

您不能以比较两个数字（例如int对象）的相同方式比较C样式数组。您将必须编写某种词典比较，并确定这对于不同大小的集合意味着什么。std::vector<T>提供，并且可以将相同的逻辑应用于数组。

奖励： C ++ 11和更高版本提供std::array，它是带有容器状接口的C样式数组的包装。应该首选C风格的数组，因为它与其他容器（例如std::vector<T>）更加一致，并且还支持开箱即用的词典编目比较。

Answer 2

创建对象时分配给对象的空间量完全取决于其类型。我所说的分配不是来自new或的分配malloc，而是分配的空间，以便您可以运行构造函数并初始化对象。

如果您将结构定义为（例如）

struct A { char a, b; }; //sizeof(A) == 2, ie an A needs 2 bytes of space

然后，当您构造对象时：

A a{'a', 'b'};

您可以将构造对象的过程视为一个过程：

• 分配2个字节的空间（在堆栈上，但是对于本示例而言，无关紧要）
• 运行对象的构造函数（在这种情况下，复制'a'并'b'到对象）

重要的是要注意，所需的2个字节的空间完全由对象的类型决定，函数的参数无关紧要。因此，对于数组，处理过程是相同的，除了现在所需的空间量取决于数组中元素的数量。

char a[] = {'a'}; //need space for 1 element
char b[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'}; //need space for 5 elements

所以类型的a和b必须反映一个事实，a需要有足够的空间1个char和b需要足够的空间，5个字符。这确实意味着这些数组的大小不能突然改变，一旦创建了5个元素的数组，它始终是5个元素的数组。为了拥有大小可能变化的类似“数组”的对象，您需要动态的内存分配，这应该在您的书中有所介绍。