为什么在模板函数中数组衰减为指针?

why does the array decay to a pointer in a template function

本文关键字：衰减 指针 数组 函数 为什么      更新时间：2023-10-16

我不明白为什么数组在模板函数中衰减为指针。

如果你看一下下面的代码:当形参被强制为引用(函数f1)时，它不会衰减。在另一个函数f中它是衰减的。为什么函数f中的T类型不是const char (buff&)[3]，而是const char*(如果我理解正确的话)?

#include <iostream>
template <class T>
void f(T buff) {
    std::cout << "f:buff size:" << sizeof(buff) << std::endl;       //prints 4
}
template <class T>
void f1(T& buff) {
    std::cout << "f:buff size:" << sizeof(buff) << std::endl;       //prints 3
}
int main(int argc, char *argv[]) {
    const char buff[3] = {0,0,0};
    std::cout << "buff size:" << sizeof(buff) << std::endl;         //prints 3
    f(buff);
    f1(buff);
    return 0;
}

这是因为数组不能通过值传递给函数。因此，为了使它工作，数组衰变成一个指针，然后通过值传递给函数。

换句话说，按值传递数组类似于用另一个数组初始化数组，但是在c++中数组不能用数组初始化:

char buff[3] = {0,0,0};
char x[3] = buff; //error

如果一个数组出现在=的右侧，那么左边必须是pointer或reference类型:

char *y = buff; //ok - pointer
char (&z)[3] = buff; //ok - reference

Demo: http://www.ideone.com/BlfSv

正是出于同样的原因，auto在下面的每种情况下都被推断出不同(注意auto是c++ 11的):

auto a = buff; //a is a pointer - a is same as y (above)
std::cout << sizeof(a) << std::endl; //sizeof(a) == sizeof(char*)
auto & b = buff; //b is a reference to the array - b is same as z (above)
std::cout << sizeof(b) << std::endl; //sizeof(b) == sizeof(char[3])
输出:

4 //size of the pointer
3 //size of the array of 3 chars

Demo: http://www.ideone.com/aXcF5

因为数组不能作为函数参数按值传递。
当按值传递它们时，它们会衰变成指针。

在这个函数中:

template <class T>
void f(T buff) {

T不能是char (&buff)[3]，因为这是一个引用。编译器会尝试char (buff)[3]按值传递，但这是不允许的。因此，为了使它工作，数组衰减为指针。

第二个函数可以工作，因为这里数组是通过引用传递的:

template <class T>
void f1(T& buff) {
// Here T& => char (&buff)[3]

从规范中引用，它说

(14.8.2.1/2)如果p不是引用类型:—如果a是数组类型，由数组到指针标准转换产生的指针类型(4.2)代替A进行类型扣除;否则

那么，就你的情况而言，很明显，

template <class T>
void f1(T& buff) {
    std::cout << "f:buff size:" << sizeof(buff) << std::endl;       //prints 3
}

不退化为指针

因为函数不能用数组作为参数。它们可以有数组引用

原因主要归结为匹配不同的重载时的类型推断。当您调用f时，编译器将类型推断为const char[3]，然后衰减为const char*，因为就是数组所做的。这与f(1)中编译器将T推断为int而不是int&的方式完全相同。

在f1的情况下，因为实参是通过引用获取的，那么编译器再次将T推断为const char[3]，但它接受了对它的引用。

没有什么令人惊讶的，但如果不是因为数组的在用作函数参数时将衰变为指针，则相当一致…

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