C++数组剖析

（发现自己像记流水账一样，感觉条例不太清晰，也没有大牛的深入，或许这就是想写博的原因，发现不足和差距，在学习中延伸更多的东西）

C++Primer曰：与vector类型相似，数组也可以保持某种类型的一组对象，它们的区别在于：数组长度固定。数组一经创建，就不允许增加新的元素。

C++Primer曰：现代C++程序应尽量使用vector。设计良好的程序只有在强调速度时才在类的内部使用数组。

C++Primer曰：与vector相比，数组的缺陷在于：数组长度固定，程序员无法知道一个给定数组的长度，无size操作，无push_back动态添加元素。

C++Primer曰：与使用vector类型的程序相比，依赖于内置数组的程序更容易出错而且难于调试。

……看到这里，如果你依然觉得数组还可用，那么就继续往下看，听我白唬一会。

1.数组定义

类型 数组名[常量表达式]。比如：int a[n]。这里最关键的就是数组的维数，这个维数必须是常量表达式，那么此常量表达式包含哪些呢？

/*有必要说一下什么是常量表达式：编译器在编译时就能够计算出结果的整型表达式*/

*整型字面值常量，如：int a[3]，3

*用常量表达式初始化的整型const对象，如：const int n = 4, char h[n]。

*枚举常量。说道enum这里赘述一下：如enum obj{shape = 1, sphere, cylinder}，枚举成员是常量。可以为一个或多个枚举成员提供初始值，用来初始化枚举成员的值必须是一个常量表达式。定义数组：int a[sphere]，即为int a[2]。

const int size = 10;
const int hsize = get_size();
int nsize = 10;
char cbuf_array[size];//ok
char hbuf_array[hsize];//error
char nbuf_array[nsize];//error, nsize不是const类型，这也是最容易错的一种，好在编译器不通过，到那时就能发现问题。

2.数组初始化

显式初始化数组元素：

int ia[3] = {0, 1, 2};
int ia[3] = {1};//数组所有元素都是1
int ia[ ]  = {0,1,2};//编译器会确定数组长度为3
int ia[5] = {1, 2, 3};与 int ia[5] =   {1, 2, 3, 0, 0};等价

字符数组有点不同：

char ch[] = {‘a’, 'b’, 'c’};与char ch2[] = “abc”;完全不同ch的维数为3，而ch2的维数为4，使用一组字符字面值初始化字符数组时，一定要记得添加结束字符串的空字符。char ch2[] = “abc”;自动在末尾添加了一个空字符。
char ch3[3] = “abc”;//错误，空间不足

/*题外话：你也可以测试一下sizeof,strlen:

char ch1[] = {‘a’, 'b’, 'c’};
char ch2[] = “abc”;
sizeof(ch2) = 4;//ok,数组的实际大小为4，末尾自动添加了一个空字符
strlen(ch2) = 3;//ok,为什么是3，而不是4呢？strlen返回当前字符串的长度，不包括结尾空字符
sizeof(ch1) = 3;//ok
strlen(ch1) = ??//这里是多少？看似正确的写法，其实很错！win32,vc6.0下为7，vs2010下为24，很奇怪的两个数字吧？

**注意：strlen(const char * _Str);1，只能char *做参数。2，char *参数必须要求是指向一串：以“\0”为结尾的字符串，就像这样：char ch2[] = “abc”;。3，返回值，不包括“\0”的长度。

strlen 原型：extern int strlen(char *s); 
    用法：#include <string.h> 
    功能：计算字符串s的(unsigned int型）长度 
    说明：返回s的长度，不包括结束符NULL。

*/

当然数组不允许数组直接复制和赋值
int ia[] = {0,2,3};
int ia2[](ia);//error
int ia2[] = ia;//error

3.数组操作

int ia[] = {0,2,3};

很明显，数组不能越界。数组名不是指针而是常量，但是它的值是整个数组的首地址，如ia++就是错误的。但是你可以这样写ia + 1就好啦。

4.数组与指针

首先明确一点：数组名不是指针。现在来区分一下数组指针和指针数组。

（1）指针数组：一个数组里存放的都是同一个类型的指针。定义一个指针数组：int *p[3];

指针数组内容：比如：char* a[3]; a[0],a[1],a[2]每一个都一个类型为char*的指针。

指针数组名的含义：我们来看看a到底什么样的！如下：char* a[5];

a[0] = “abc”;
a[1] = “def”;
a[2] = “ghi”;
a[3] = "jkl";
a[4] = "mnu";
sizeof(a) = 12;//为什么
sizeof(*a) = 4;//为什么
sizeof(*(*a)) = 1;//为什么，我们来看看它们在内存中的值

我们来分析一下char*a[5]:

由于[]的优先级比*的优先级高，所以a[5]先结合，这说明a是一个数组（不是指针），a为数组名，那么前面的char*则是这个数组存储的类型，就如同char p[5]一样，p是数组名，数组的类型为了char。而char* a[5]则是把char换成了char*，数组的类型不一样了。大家都知道sizeof(p) = 5，这是因为数组p有5个char元素。那么显然：char* a[5]，数组a有也有5个元素，元素的类型为char*，是指针，因此大小为20。

现在来分析一下*a和**a:

在而char* a[5]中，a为数组名，*a表示我们取整个数组的第一个元素，而这个元素的类型是什么呢？当然是char*类型，是一个指针，那么这个指针指向什么呢？指向一串字符串。**a表示取*a指向字符串的第一个元素，因此上图中**a = ‘a’，单字符的大小为1，是第一个元素。

现在分析一下a+1：

上图中a的值0x0038f6a0，a+1的值为：0x0038f6a4，a+1比a的值大4，即在a的基础上向后偏移4。刚说过，a是数组，a+1当然是指向a[1]这里，因为a里面存储的是指针，指针大小为4。

（2）数组指针：int (*a)[5]，定义一个指向一维数组的指针。a是指针，它指向一个int的数组，数组大小为5。

int p[2][5] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

a = p;

sizeof(a) = 4;//a为指针

sizeof(*a) = 20;//为什么？由定义：int (*a)[5]，定义一个指向一维数组的指针，a指向的是一个大小为5的数组，那么*a就相当于这个数组的数组名，显然这个数组的大小为4*5。

sizeof(**a) = 4;//第一个元素类型的大小，int

那么来看一看a+1是什么？

由于a指向一个数组，因此a所指向的空间的大小为这个数组的大小，因此，a+1时，a要向后偏移整个数组的大小，这里a+1其实就是指向p的第二行，即&p[1][0]。

下面来看一道有趣的题：

int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; 
int *ptr = (int*)(&a + 1); 
printf(“%d %d\n”, *(a + 1), *(ptr – 1)); 

这道题考的其实是指向数组的指针，&a是一个隐式的指向int [5]数组的指针，它和int* ptr是不一样的，如果真要定义这个指针，应该是int (*ptoa)[5]。所以ptoa每一次加一操作都相当于跨越int a[5]的内存步长（也就是5个int长度），也就是说&a + 1其实就是指向了a[5]这个位置，实际上内存里面这个位置是非法的，但是对ptr的强制转换导致了后面ptr-1的内存步长改为了1个int长度，所以ptr-1实际指向了a[4]。至于*(a+1)没什么好说的，值就是2