第 3 章笔记

• 数组是一种类型，由多个相同对象组成的序列

• 数组的类型与包含的对象类型不同：数组的类型由对象的类型和自身的长度组成

int a; //int
int b[10]; // int[10]

• 数组的长度必须是常量表达式
  • 长度需要大于 0（负数是不行的，）
  • 长度需要能转换为 size_t（converted expression，比如浮点就不行）

int x;
std::cin >> x;
//不合法
//类型由编译器决定，但长度要在运行期才能得到
//编译器无法推断出b[x] 的类型
int b[x];
//合法
constexpr short y = 3;
int c[y];

• 默认初始化：元素都会按照默认的方式来创建（根据C++ 的方式）
• 聚合初始化
  • 编译器可以自行推断数组长度
  • 给出的元素不足，剩余元素会进行默认初始化

int b[3]; //default int
int c[3] = {1, 2, 3}; // int[3], aggregate init
int cn[] = {1,2, 3}; //int[3]
int d[3] = {1,2} // partially aggregate init, 1,2,0

• 不能使用 auto：auto 会将 {} 视作 initialization_list
• 不能复制数组：
  • 初始化不能通过赋值构造
  • 拷贝赋值的结果是拷贝的指向数组首元素的指针

//char[6] 简化定义写法，会自动添加 ''\0'' 表示结束
char str[] = "hello";
//char[5] 完整定义写法，但不会为末尾添加 ''\0''
char str[] = {‘h’, 'e', 'l', 'l', '0'};

• 指针为元素的数组

//a[3] 是有3个元素为指针的数组
int* a[3];

• 指向数组的指针

//注意括号
//a 是指针，指向 int[3]
int (*a) [3];

• 数组的引用

//a 是引用，指向 int[3]
int b[3];
int (&a) [3] = b;

• 数组中的第一个元素下标为 0
• 通过下标操作符访问：a[0]

• C++ 中，左值的含义被修改为了 locator value，也就是带地址信息的值（而不是按等号的左右来决定）。
  • 数组是左值，但不能放在等号左边
  • 在等号右部使用（作为右值）时，数组的类型会隐式转换为指向数组头元素的指针。也就是说，指针也可以使用 [] 操作符
  • 当使用 x[y]，且 x, y 都是 Built-in 类型时，x[y] 被解析为 *(x+y)，也就是转换为指针，再解引用。
  • 需要注意下标越界

int a[3] = {1,2,3};
auto b = a;
//int(&)
decltype(b)
//int*
a;
//int*
b;
//int, *(b+0)
b[0]

• 使用数组的时候通常数组会被转化为指针
  • 会丢失一部分信息（比如长度，编译器无法检查，这也是下标越界的原因）

// decay, b 是 int* 类型
int a[3];
auto b = a;
//不会 decay 的范例
//decltype 返回的是数组的类型
// int[3]
decltype(a);
// int size * 3
sizeof(a);

• 可以通过声明避免隐式转换

// b 是 Int(&)[3] 类型
// 此时长度信息没有丢失
auto& b = a;

• 不要使用 extern 指针声明数组

//声明数组
//不能使用 extern 指针
extern int array[4];
//illegal
//runtime error

extern int* array;

很多情况下，长度信息需要反复的修改。如果在声明的时候带上长度信息，那么每次更改 array 的长度都必须同时去声明中改变 array 的长度。因此很多情况下会使用指针替代数组。但 extern 不能直接使用指针代替数组。来看看下面的例子：

//source.cpp
int array[4] = {1,2,3,4};
void fun()
{
    std::cout << array << std::endl;
}
//main.cpp
extern int* array;
void fun();

int main()
{
    fun();
    std::cout << array << std::endl;
}

// output
// 两个 array 的输出不一样
0x7ff718ee3000
0x200000001

• 编译阶段没有问题，array 会被翻译为 *(array + step)
• 链接过程中：无论是 main.cpp 和 source.cpp 中的 array 是没有类型的，只有名称。这是因为类型只在编译期有效，如果加了更多的类型信息可能会导致不同翻译单元之间的链接问题。
• 运行过程中：
  • array 打印出来是一个 16 进制的数。
  • 如果编译期对 array 进行打印，那么 array 是一个地址

</WRAP>