在C++中使用未指定边界的数组指针的可用情况（不是在C中）

Question

考虑以下代码：

int main() {
    int (*p)[]; // pointer to array with unspecified bounds

    int a[] = {1};
    int b[] = {1,2};

    p = &a; // works in C but not in C++
    p = &b; // works in C but not in C++

    return 0;
}

在纯C中，您可以将指针分配给任何维度数组的此类型地址。但是在C ++中，您不能这样做。我发现一种情况，编译器允许将值分配给这样的指针：

struct C
{
    static int v[];
};

int main() 
{
    int (*p)[] = &C::v; // works in C++ if 'v' isn't defined (only declared)
    return 0;
}

但是找不到使用这段代码的有用案例。

有没有人能提供一个（在C++中）指向未指定边界的数组的指针的有用示例？或者这只是从C遗留下来的痕迹？

- αλεχολυτ

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在C++中（而不是在C中） - Manu343726

“有用”大多是主观的 - 可以争论C数组很少有用（因为std :: array更好）。 - milleniumbug

struct C 带有静态变量有点误导人，你可以通过在命名空间范围内使用非成员 int v[]; 来表达同样的意思。 - M.M

@Matt，你能给我展示一个未指定边界的非成员数组的例子吗？ - αλεχολυτ

Answer 1

这样的指针不能参与指针运算，但仍可以使用decltype获取其类型或将其用reinterpret_cast转换为另一种指针类型或intptr_t。这是因为3.9p6节规定：类类型（例如“class X”）在翻译单元的某个时间点可能是不完整的，并且稍后变得完整；类型“class X”在两个时间点上都是相同的。数组对象的声明类型可能是不完整的类类型的数组，因此是不完整的；如果类类型稍后在翻译单元中完成，则数组类型变为完整；这两个时间点的数组类型是相同的。数组对象的声明类型可能是大小未知的数组，因此在翻译单元的某个时间点是不完整的，并在稍后变得完整；这两个时间点的数组类型（“T”的未知边界数组和“N T”的数组）是不同的类型。指向大小未知的数组或由typedef声明定义为大小未知的数组的指针的类型无法完成。5.3.1节说明：注意：对于不完整类型（除cv void之外）的指针进行间接引用是有效的。因此获得的lvalue可以以有限的方式使用（例如初始化引用）；此lvalue不能转换为prvalue，请参见4.1。由于可以在不进行先前转换为rvalue的情况下对数组lvalue执行数组到指针衰减，因此代码dyp中留下的注释是正确的：

(*p)[i]

相关规则，来自4.2：

类型为“N T的数组”或“未知大小的T数组”的左值或右值可以转换为类型为“指向T的指针”的prvalue。结果是指向数组第一个元素的指针。

- Ben Voigt

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是的 :) 我猜未知边界数组有它们的用途，而且你可以形成指向几乎所有非引用的指针。所以也许他们为了一致性而保留了它？我不太明白你用它能实现什么，这不能用指向第一个元素的简单指针完成吗？一个小点可能是它们传达了它们指向数组，而不是指向第一个元素的指针。 - dyp

@dyp：嗯，类型确实很有用，比如std::unique_ptr<int>和std::unique_ptr<int[]>。但是这并不需要指向未知边界数组类型的指针，因为它应该通过特化来实现。嗯，delete p;会自动变成delete[] (int*)*p;吗？我认为会，因为*p是一个数组类型。只是我觉得对数组类型的检测只在new中进行，而不是在delete中。 - Ben Voigt

特别是这句话“这意味着delete 表达式的语法必须匹配 new 操作符分配的对象的类型，而不是 new 表达式的语法。”似乎表明需要通过特化来实现std::unique_ptr<T[]>。 - Ben Voigt

Answer 2

我认为编译器应该接受它（不考虑-O设置），因为静态定义可以由另一个编译单元提供。（这可能是与标准有所偏差的实用主义方法-我不是C ++专家。）发布的片段可以编译，但是它是不完整的，并且没有静态成员的定义，无法执行。

文件c.h：

struct C {
    static int v[];
};

文件 x.cpp

#include "c.h"
#include <iostream>
int main(){
    int (*p)[] = &C::v; // works in C++ if 'v' isn't defined (only declared)
    std::cout << (*p)[0] << std::endl; 
    return 0;
}

文件 y.cpp

#include "c.h"
int C::v[3] = {1,2,3};

使用（不要告诉我它已经过时了）g++ 4.3.3编译和链接。输出1。

- laune

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(int*)p 是一个 reinterpret_cast。你可以使用 (*p)[0] 代替。 - dyp

@laune：确实（我添加了细节），这是标准中指定的最后一个情况（the已经声明了其大小）。 - quantdev

我将 *((int*)p) 替换为 (*p)[0] 以简化代码：你不需要进行任何类型转换。 - anatolyg