在C++中传递固定大小的数组？

Question

基本上我想做这样的事情：

int[3] array_func()
{
    return {1,1,1};
}

int main(int argc,char * argv[])
{
    int[3] point=array_func();
}

但在C++中似乎不合法。我知道可以使用向量，但由于我知道数组的大小是常量，所以似乎很可能会出现性能损失。 如果可能的话，我也想避免使用new，因为在堆栈上分配东西更容易，也有可能提高性能。

这里的解决方案是什么？

- static_rtti

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array_func()返回后，栈分配的数组将会丢失，对吧？因此，我认为这不是创建和返回数组的好方法。我认为最好在堆上分配它。附言：我不是C++专家，我只是写下了自己的看法。欢迎指正 :) - Doga Oruc

Answer 1

使用 C++0x，即将正式发布的新 C++ 标准（已经实现在最新的 gcc 和 msvc 中，如果我没记错的话），你可以按照你想要的方式来完成任务！只需要使用 std::array 而不是 int[3]。

std::array<int, 3> array_func()
{
    return {1,1,1};
}

int main(int argc,char * argv[])
{
    std::array<int, 3> point = array_func();
}

- Didier Trosset

Answer 2

将数组放入结构体中。boost::array就是这样一个工具包：

boost::array<int, 3> array_func() {
  boost::array<int, 3> a = {{ 1, 1, 1 }};
  return a;
}

int main() {
  boost::array<int, 3> b = array_func();
}

简单粗暴：

template<typename E, size_t S>
struct my_array {
  E data[S];
};

注意你可以使用聚合初始化语法。

- Johannes Schaub - litb

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我不明白为什么这个被点赞得这么多，使用标准语言特性（在这种情况下，一个简单的结构体）比调用boost更清晰和更快。虽然我推荐在这里使用模板化的结构体 - 这是最简单、最可重用的解决方案，也是我会做的事情。 - KomodoDave

@KomodoDave 你知道在我上面的代码片段中，你可以使用 sed, boost, std 而不需要 "一个简单的结构体" 吗？太好了，我们已经到了2011年！有时调用“臃肿的boost”（我猜）最终可能会比重新发明轮子更少地产生冗余。 - Johannes Schaub - litb

我建议对错误的答案和那些并没有真正回答问题的答案进行踩票。这个答案对我来说看起来还可以。 - jweyrich

我会点踩，因为我认为在这种情况下建议使用boost是一个糟糕的决定。如果唯一的建议是使用模板化结构体，那么这将是我首选的答案。 - KomodoDave

我认为对于模板化结构的正确使用，评论“快速而肮脏”是不恰当的。我的反对票与Johannes所说的“臃肿的boost”无关，事实上，我喜欢boost的一件事就是你只需要包含你需要的部分。我会忽略那个讽刺性的2011年评论，因为它对OP没有任何好处。 - KomodoDave

Answer 3

你可以将它包装在一个 struct 中，使其能够通过值进行返回：

struct Vec3
{
  float x[3];
}

Vec3 array_func()
{
  Vec3 x = { 1.f, 1.f, 1.f };

  return x;
}

我认为你不能直接在返回语句中使用数组初始化语法。当然，你可以引入一个构造函数（毕竟结构体只是所有成员都是公共的类）：

struct Vec3
{
  Vec3(a, b, c)
  {
    x[0] = a;
    x[1] = b;
    x[2] = c;
  }

  float x[3];
}

Vec3 array_func()
{
  return Vec3(1.f, 1.f, 1.f);
}

- unwind

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除了这样的结构已经存在于https://dev59.com/jnI-5IYBdhLWcg3woJ9J之外，这将是最好的答案。 - sbi

我选择这个答案作为最佳答案，因为它直接回答了我的问题，没有推荐我没有要求的库。并不是说litb的答案不好，只是我发现unwind的回答更加清晰明了。 - static_rtti

“我没有要求使用的库”，这里说的是_boost_，而不仅仅是某个库。不管怎样，你的标准库实现很有可能自带std::tr1::array(C++03或TR1)，甚至是std::array(C++1x)，它们和boost提供的完全相同。(这表明boost不仅仅是另一个库。它是下一代C++标准的试验场，由std委员会成员创立，出于这个原因它具有非常高的质量标准和严格的审核流程，并为下一代标准库做出了大量贡献。) - sbi

在这里使用boost是完全不必要的，而且暗示使用库比使用标准语言特性更好，尤其是后者只需要更少的击键数，这种暗示是荒谬的。 - KomodoDave

@KomodoDave：嗯。你可能需要看一下我的评论日期。那时候还没有std::array。现在，我肯定会使用它。（然而，正如我所说，它是从boost中出来的。） - sbi

Answer 4

在C++中，您无法返回固定大小的数组。您可以返回指向int的指针（它将被用作数组），但这需要使用new在堆上分配数组。

不过，您可以将您的数组作为参数传递给函数：

void array_func( int result[3])
{
    result[0] = 1;
    result[1] = 1;
    result[2] = 1;
}

int main(int argc,char * argv[])
{
    int point[3];
    array_func( point );
}

然而，这看起来更像C而不是C++...

- Adrien Plisson

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不一定需要使用“new”关键字。在array_func函数内部，也可以将数组声明为静态变量（当然这要取决于是否可行）。 - Christian

嗯，参数声明中的 3 不是被忽略了吗？ - sbi

是的，你说得对，最后，我甚至不确定它是否能编译。你可能需要在函数声明中省略数组大小... - Adrien Plisson

@Adrien：它可以编译，但编译器将忽略数字3，静默地将结果类型从int result[3]“衰变”为int *result（通常甚至不会发出警告）。如果你问我，这有点狡猾的编译器 ;) - j_random_hacker

...并且也会打开缓冲区溢出的大门，但这就是C语言的工作方式。无论如何，当有意使用时，这个解决方案仍然有效。 - Adrien Plisson

将 array_func 的签名更改为“void array_func( int(&result)[3] )”可以防止您将大小不正确的数组传递给 array_func。 - user2796283

Answer 5

boost::array是一个基于栈的数组封装。

请注意，只有在不需要复制大型数组时，堆栈分配才比使用“new”更便宜。

- Kylotan