为什么要使用C++容器"array"而不是传统的C数组？

Question

普遍认为C++数组在几乎相同的效率下更安全。除了检查索引是否超出范围并禁止隐式类型转换为指针外，还有哪些特性？

此外，传统的C数组的隐式类型转换为什么被认为是一种不好的方式？

我不太擅长C++（也不擅长英语），如果这个问题不值得回答，请原谅我。谢谢！

- o_oTurtle

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C 数组在你试图对它们进行任何有用的操作时几乎立即衰变为指针，一旦你获得了一个指针，就没有干净的方法来获取容器的大小。 - Etienne de Martel

std::array 和内置数组一样高效。它的特性是免费的。 - Galik

std::array 可以被视为值，可以被复制，作为参数传递，推理更容易，可以放入容器等。 - alfC

Answer 1

主要的好处是，一个std::array在C++中是一个一等公民对象，这意味着您可以像使用任何其他“普通”C++对象一样使用它。

另一方面，传统的C数组不是一等公民对象，这意味着很多东西都不能用：

#include <array>

// Works!
std::array<int, 5> ReturnAStdArrayOfSixes()
{
   std::array<int, 5> ret;
   ret.fill(6);
   return ret;
}

// Doesn't compile, sorry
int[5] ReturnACArrayOfSixes()
{
   int ret[5];
   for (int i=0; i<5; i++) ret[i] = 6;
   return ret;
}

int main(int, char **)
{
   std::array<int, 5> stdArray1;
   std::array<int, 5> stdArray2;

   int cArray1[5];
   int cArray2[5];

   stdArray1 = stdArray2;  // works
   cArray1 = cArray2;  // error: array type 'int [5]' is not assignable

   if (stdArray1 < stdArray2) {/* do something */}  // compares arrays' contents lexographically
   if (cArray1 < cArray2) {/* do something */}      // compiles, but compares pointers which probably isn't what you wanted

   return 0;
}

关于“传统C数组的隐式类型转换”（我认为您指的是将数组类型隐式转换为指针类型），这是一种有用的机制，但如果您没有预料到它可能会带来一些问题，例如：

// This code works as expected
int myArray[5];
cout << "There are " << (sizeof(myArray)/sizeof(int)) << " items in myArray\n";

现在让我们将上述代码重构为一个好的函数，以便我们可以重复使用它:

void PrintArraySize(int myArray[5])
{
   std::cout << "There are " << (sizeof(myArray)/sizeof(int)) << " items in myArray\n";
}

int main(int, char **)
{
   int myArray[5];
   PrintArraySize(myArray);
   return 0;
}

......哦不！现在PrintArraySize（）有bug，它打印出来的数字比数组中的项数小得多！（原因是函数中的myArray隐式地衰减成指针，因此函数中的sizeof（myArray）计算为sizeof(int*)，例如4或8字节，而不是传入数组内容的大小。）

- Jeremy Friesner

Answer 2

我不确定你在关于C数组的隐式转换方面的问题具体是什么意思，但我猜你可能指的是隐式地转换存储在内部的值（例如int a[10]; float f=a[0]），或者将隐式指针转换为第一个元素（例如int a[10]; void* p=a;）。无论如何，隐式地将任何指针转换为void*指针都是可以的（如果您想要读取它，则只需要知道存储在该指针处的内存的大小），因为void*指针并不真正用于数据操作，所以每当您使用void*指针时，您都知道自己在做什么，对吧？

但现在更加严肃一些 - 通常情况下，隐式转换是编译器根据语言规则执行的，而不会询问程序员是否实际上需要这样做。这就是为什么有时它会导致代码错误（程序员的疏忽或对此类转换发生的情况的错误假设）。

当你进行显式转换时，首先要确保你得到了期望的结果。但更重要的是，如果你的显式转换对编译器来说产生了模糊的结果，甚至在编译器中变成不可能的结果，那么编译器会告诉你，并且你将能够早期修正你的转换决策，从而防止代码中的错误。

因此，显式转换只是一种与编译器更加严格地交流的方式，确保它更好地理解你在编写代码时的意图。作为回报，当你进行错误的转换时（使用隐式转换时，它会按照自己的方式处理，你甚至不知道这样的转换效果与你想要的有所不同），编译器会给你提示。

- Tomek