c++ - 指向固定大小数组行为的指针

Question

为什么会这样？

uint8_t array[4] = {1,2,3,4};
uint8_t* parray = array;
uint8_t (*p1)[4]  = (uint8_t (*)[4])&array;
uint8_t (*p2)[4]  = (uint8_t (*)[4])&parray;
uint8_t (*p3)[4]  = (uint8_t (*)[4])parray;
uint8_t test1 = **p1;    // test1 = 1
uint8_t test2 = **p2;    // test2 = something random
uint8_t test3 = **p3;    // test3 = 1

parray 显然与array 几乎相同。例如，array[0] == parray[0]。但是当我想获取指向array的指针作为指向固定大小数组的指针时，我必须使用&符号。当我想获得指向 parray 的指针时，我不能。

实例。

有一个函数接受一个指向固定大小数组的指针

void foo(uint8_t (*param)[4])
{
    ...
}

当我在另一个函数中获取参数作为指针时，我可以通过这种方式将它传递给foo吗？

void bar(uint8_t param*)
{
    uint8_t (*p)[4]  = (uint8_t (*)[4])param;
    foo(p);
}

有没有更好的办法？

Answer 1

这是一个称为数组衰减的功能。当变量名称用于值上下文中时，数组变量被称为衰减为指向第一个元素的指针。

此处数组在值上下文中使用:parray = array，因此它会衰减。您可以显式地编写衰减:parray = &(array[0])。前者(隐式衰减)只是后者的语法糖。

addressof 运算符的操作数不是值上下文。因此，数组名称不会衰减。&array 不同于 &(array[0])。首先获取数组类型的地址，后者获取元素类型的地址。而parray是一个完全不同的变量，&parray返回的是指针存放的地址，不是数组存放的地址。

uint8_t (*p1)[4]  = (uint8_t (*)[4])&array;

这是正确的，尽管转换是多余的，因为 &array 已经是 uint8_t (*)[4] 类型。

uint8_t (*p2)[4]  = (uint8_t (*)[4])&parray;

这是错误的。 parray 是 uint8_t* 类型，存储它的地址不包含 uint8_t[4] 类型的对象。相反，它包含指针。

uint8_t (*p3)[4]  = (uint8_t (*)[4])parray;

这有点可疑。 parray 是指向 uint8_t 的指针，而不是指向 uint8_t[4] 的指针。但是，它恰好指向一个地址，该地址也包含一个 uint8_t[4] 对象，所以这是可行的。

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parray is obviously nearly the same as array

但显然不完全相同，正如您程序的行为所证明的那样。

array 是一个包含四个 uint8_t 元素的数组，parray 是指向 uint8_t 的指针，它指向到 array 的第一个元素。理解这种区别很重要。

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结论:了解什么是数组衰减以及数组和指针之间的区别很重要，最重要的是:显式转换可以对编译器隐藏错误 - 尽可能避免它们。

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对于编辑:

When I get the param in another function as a pointer, can I pass it to foo this way?

只有你能证明param指向a的第一个元素uint8_t[4]。这本质上是 bar 的先决条件。

但是，当您可以使用类型系统来传达需求时，最好不要依赖口头前提条件:

Is there a better way?

改变bar的参数类型，让用户知道传递一个正确类型的指针:

void bar(uint8_t (*param)[4]) {
    foo(param);
}

当然，这使得 bar 在这个简单的例子中变得多余。