指向二维数组的指针如何在 C++ 中工作？

Question

我对 C++ 还很陌生，我一直在玩这种语言以试图理解它的大部分内容。我最近开始研究 2d 数组，我完全理解指向数组的指针数组（在堆上创建），但是我在使用下面的代码时遇到了困难。

int arr2d[3][2] = {
    {1, 2},
    {3, 4},
    {5, 6}
};

我知道在内存中，它充当一维数组，但我不明白指针如何与它们一起工作。我尝试将 arr2d 分配给 int 指针，但它不起作用。所以我尝试使用 auto 关键字。

int* a = arr2d; // throws an error
auto a = arr2d; // auto = int(*a)[2]

在 Visual Studio 中将鼠标悬停在“a”上时，它给我类型 int(*a)[2]。这是我真的不明白的地方。

我已经查找了文档，但在任何地方都找不到这种语法。有人可以向我解释该指针类型的作用以及如何使用任何 n 维数组重新创建它吗？

谢谢！

Answer 1

这实际上非常有趣，而且您了解得越多，您C++就会发现它在所有情况下都变得完全无关紧要，但很少见。

int arr2d[3][2] = {
    {1, 2},
    {3, 4},
    {5, 6}
};

所以这里你有一个标识符 arr2d，这个标识符有一个类型：

数组数组

现在类型数组inC++与一个连续的对象块相关。所以你有一个连续块的连续块。

但是，当您在表达式中使用标识符时，规则C++说它会衰减为指向它是数组类型的数组 的第一个元素的指针（数组和称为“数组”的类型之间存在细微的区别）。

所以当你这样做时：

auto a = arr2d;

那么标识符a现在是一个指针，因为arr2d已经衰减为指向您最初创建的 2D 数组的第一个元素的指针。但是指针的类型是什么？

它是一个指向数组数组第一个元素的指针。但是数组数组的第一个元素是一个数组——所以它是一个指向数组的指针。那是怎么写的C++语法？

像这样：

int (*)[2]; // see the right-left-rule

C++语法可以是一门黑暗的艺术，没有一个像类型声明那样黑暗。它的复杂性在简单的情况下是隐藏的，int但是当事情变得复杂时，它会显示出它的金属性。

int (*)[2]; // see the right-left-rule

这意味着一个指针（现在向右）指向类型为 2 个元素（现在向左）的数组int。

C++类型被声明为洋葱状，从右到左展开以允许统一的语法，能够声明从 an到一个函数的任何内容，int返回一个函数指针到一个函数，该函数返回一个指向函数指针数组的指针......等等。

请参阅：右左规则。

顺便说一句，您可以使用以下语法避免衰减到指向数组的指针：

auto a = &arr2d; // get the address of the whole 2D array

您IDE应该显示如下内容：

int (*)[3][2]; // pointer to array-of-array-of-int

你会像这样访问它：

(*a)[0][0] = 1; // dereference pointer to access 2D array it points to

但我怀疑解决您的问题的更好方法是使用std::array. 这将表现得更可预测。

std::array<std::array<int, 2>, 3> arr2d = {{
    {1, 2},
    {3, 4},
    {5, 6}
}};

auto a = &arr2d;

现在a是类型std::array<std::array<int, 2>, 3>*