C++，多维数组

Question

当一个多维数组被传递给函数时，为什么C++要求在参数列表中指定除第一维之外的所有维度？

- user1247347

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因为函数无法接受数组参数。 - R. Martinho Fernandes

Answer 1

更好的提问方式是询问为什么C++不需要指定第一个维度。原因在于对于所有的数组，你不能通过值传递的方式将数组传递给函数。如果你尝试声明一个带有数组参数的函数，编译器会将其调整为相应的指针类型。这意味着你指定的维度并不构成函数签名的一部分。例如，下面这些声明都完全相同：

void f(int *p);
void f(int p[]);
void f(int p[10]);
void f(int p[100]);

在该函数中，当导航指向p的数组时，编译器所需的唯一信息是数组元素的大小，例如在这种情况下是sizeof(int)。

对于更复杂的数组，情况完全相同。以下都是相同的：

void g(Type p[][10][20]);
void g(Type (*p)[10][20]);
void g(Type p[10][10][20]);
void g(Type p[99][10][20]);

但是这些都不同于：

void g(Type p[][5][20]);

因为调整除了最外层数组维度以外的任何维度，都会影响（至少）最外层数组元素的大小，这意味着用于导航数组的指针算法必须更改。

- CB Bailey

Answer 2

例如，int a[n][m]是一个数组，其类型是长度为m的int数组。换句话说，数组的长度是其类型的一部分。对于所有函数参数，编译器都需要知道它的类型。

在C++中没有多维数组这样的东西，它只是看起来像是语法。在int a[4]和int b[5]中，a和b是不同的类型。

- Yan Zhou

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你能再具体一点说明原因吗？我只理解了其中的一部分。 - user1247347

Answer 3

如果你提到静态分配，这是很简单的。 因为内存块是连续的，这意味着内存单元是一个接一个的，编译器知道下一个单元在哪里。 在内存中，一维数组看起来像这样：

http://cplusplus.com/doc/tutorial/arrays/arrays3.gif

在内存中，二维数组看起来像这样：

http://i.msdn.microsoft.com/dynimg/IC506192.png

- user1433602

Answer 4

简而言之：编译器不需要维度，因为数组会“衰变”成指针。但是编译器需要任何额外的维度来计算内存中正确的位置。

首先，您需要知道C/C++中的数组是内存中的线性连续对象，非常高效。

因为C/C++中的数组是内存中的线性连续对象，所以数组会“衰变”成指针。复制整个数组将浪费时间和内存，并且不是必需的。指针是遍历数组所需的任何内容。要遍历数组，可以使用增量运算符或任何计算，该计算评估为数组中的有效地址。您可以在数组本身中设置分隔符，例如字符串中的'\0'，或者将长度单独传递给函数，以告诉您的代码数组的末尾在哪里。

对于多维数组，情况有点更加复杂。多维数组仍然只是内存中的线性连续对象！但是编译器需要有关附加维度的信息来计算内存中的正确位置，想象一下以下情况：

char array[10][10]; // 0 - 99

正确：

// formal argument tells your compiler, that each column is 10 elements long
funca(int array[10][10]) {
    // access to element 25 (2 * 10 + 4, the 10 is known through your formal argument, remember that an array is null based)
    array[2][3] = 'x'; 
}

错误：

// formal argument tells your compiler, that ech colum is 5 elements long
funcb(int array[10][5]) {
    // access to element 15 (2 * 5 * + 4, the 5 is known through your formal argument, remember that an array is null based)
    array[2][3] = 'x'; 
}

一个注释（或警告）： Java 中的数组，特别是(不规则)多维数组完全不同。

- Peter