动态数组分配

Question

我想知道为什么new似乎不能保留数组信息，只返回一个int*：

#include <iostream>
using namespace std;

typedef int (*p_to_array)[80];
typedef int arr[80];




int main() 
{
   arr a;
   p_to_array p = &a;  //fine

   p_to_array p2 = new arr; // incompatible types 

   return 0;
}

- LogicBreaker

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信息的丢失被称为衰减，并且只能单向进行。 - Bartek Banachewicz

使用向量，因为它们会记住它们的大小。 - Neil Kirk

在最近的C++版本中，您可以使用array容器类来处理固定大小的集合。 - CodesInChaos

Answer 1

我可能完全错误，这只是一个猜测：（即这只是一个稍微有点见识的猜测）

new arr;

等同于：

new int[80];

根据语言规则，返回int*。

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来自cppreference.com:（感谢@interjay指出我实际上引用了无关部分）

new表达式返回构造对象的prvalue指针或者如果构造了对象数组，则返回指向数组初始元素的指针。

我的理解是，在分配数组时，将选择使用new[]表单。您的示例仅更改语法；它不会使语言将数组视为非数组（常规对象）。

- Bartek Banachewicz

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你引用的cppreference是关于分配函数（operator new）的，但它并不是很相关，因为它返回void*。相关的语言特性是new表达式，具体来说：“new表达式返回一个prvalue指向构造对象的指针，或者如果构造了一个对象数组，则返回指向数组初始元素的指针。”。 - interjay

@interjay 当然是对的。我已经更改引语，以引用 new 表达式。 - Bartek Banachewicz

Answer 2

您可以使用数组语法或typedef名称来使用new分配数组 - 根据[expr.new]/5，两者均被允许且等效：

当分配对象为数组时（即使用语法或新类型ID或类型ID表示数组类型），new-expression产生指向数组的初始元素（如果有）的指针。

正如您所看到的，对于数组，仅返回指向初始元素的指针；不是指向数组对象本身的指针。因此，所产生的类型是int *，而不是int (*) [N]。

为什么返回指向初始元素的指针很简单：这是您想要使用的指针。
我们想写成

auto p = new int[50];
// Or
int* p = new int[50];

为了能够使用普通的下标操作：

p[49] = 0xDEADBEEF;

如果p是指向数组对象的int(*)[50]类型，那么使用下标会变得毫无意义，因为由于下标语义和指针算术运算的原因，下标将使地址增加49*50*4而不仅仅是49*4。
我们必须要使用两个下标：

p[0][49] = ...;

这样做既可怕又不必要重复。或者我们可以使用转换：

int* p = static_cast<int*>(new int[50]); // Or with auto

但是那也很丑。
为避免这种麻烦，引入了这个规则。

- Columbo

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谢谢。来源是什么？我认为这不会是无意义的，我是通过链接发现的。而不是使用强制转换，你可以使用双重下标。这种方式会丢失信息。 - LogicBreaker

@bla 源自哪里？p[49]是毫无意义的。事实上，它很可能是未定义行为。 - Columbo

@bla 他说在 [expr.new]/5。这是指 C++ 编程语言标准的一个章节。 - Bartek Banachewicz

@bla 不是很清楚，你具体有什么问题？ - Columbo

在所有权语义的上下文中，你失去了指针算术，更不用说边界检查了。 - LogicBreaker

Answer 3

在这个声明中

p_to_array p2 = new arr; // incompatible types 

初始化器的类型 new arr; 与变量的类型 p2 不匹配。

初始化器的类型是 int *，即指向分配数组的初始元素的指针。根据 typedef 定义，变量 p2 的类型是 int (*p_to_array)[80]。

从类型 int * 到类型 int (*p_to_array)[80] 没有隐式转换，因此编译器会报错。

正确的声明可能如下所示：

p_to_array p2 = new arr[1];

- Vlad from Moscow