数组退化成指针的几种情况

一.什么是“数组退化成指针”？

在许多情况下，数组名会退化为指针，即原本代表数组的变量，变成了指向数组第一个元素的指针。这意味着数组名并不总是一个指向整个数组的指针，而是指向数组第一个元素的指针。

二.举例

1.作为函数参数传递时

在函数参数中，数组总是退化为指针。这是因为函数参数的大小是固定的，而数组的大小在编译时并不确定。

#include <stdio.h> void foo(int arr[]) { printf("%zu\n", sizeof(arr)); // 输出指针的大小（4 或 8 字节） } int main() { int arr[10]; foo(arr); }

结果：sizeof(arr) 输出的是 指针的大小（4 或 8 字节，取决于32/64位平台）。

分析：传递数组时，arr退化为指针。sizeof(arr)返回的是指针的大小，而不是数组的大小。

void foo(int arr[ ]) 等价于void foo(int *arr)

2.作为函数参数的引用时

即使你使用引用（C++ 中）或者指针（C / C++ 中）传递数组，数组名依然会退化成指针。

#include <iostream> void foo(int* arr) { std::cout << sizeof(arr) << std::endl; // 输出指针大小 } int main() { int arr[10]; foo(arr); // 数组退化为指针 }

分析：arr作为参数传递给foo时，退化为指针，即传递给函数的是指向arr[0]的指针。

foo(arr)等价于foo(&a[0]);

3.用作sizeof表达式时

sizeof返回的是数组类型的大小，然而如果在数组名后加上 0，它会退化为指针类型，只看指针类型的大小。

#include <stdio.h> int main() { int arr[10]; printf("%zu\n", sizeof(arr)); // 数组的大小（40字节，假设 int 为4字节） printf("%zu\n", sizeof(arr+0)); // 指针的大小（4 或 8 字节） }

分析：

• arr：在sizeof(arr)中，arr是一个数组，返回的是数组的总大小（10 * sizeof(int)）。

• arr+0：在sizeof(arr+0)中，arr退化为指针（int*），sizeof返回的是指针的大小

4.在指针运算中

数组名在指针运算中始终退化为指针，因为数组名本质上是指向数组第一个元素的指针。

#include <stdio.h> int main() { int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int *ptr = arr; // 数组退化为指针 printf("%d\n", *(ptr + 2)); // 输出 arr[2] 的值 3 }

分析：

• arr被赋值给ptr，实际上是指针赋值，这时候arr退化为指向arr[0]的指针。

• *(ptr + 2)实际上等价于arr[2]。

5.作为函数返回值时（C++）

在 C++ 中，数组返回值也会退化为指针。如果你尝试返回整个数组，编译器会报错，但返回一个指向数组的指针是合法的。

#include <iostream> int* foo() { static int arr[3] = {1, 2, 3}; return arr; // 返回指向数组的指针 } int main() { int* ptr = foo(); std::cout << ptr[1] << std::endl; // 输出 2 }

分析：

• 由于arr是一个局部数组，返回其指针是合法的（arr退化为指向arr[0]的指针）。

• 注意：数组名退化为指针，因此你得到的是指向数组首元素的指针。

6.数组作为运算中的操作数时

在许多情况下，数组名也会自动退化为指针，尤其是作为运算的操作数时。

#include <stdio.h> int main() { int arr[3] = {1, 2, 3}; printf("%d\n", *(arr + 1)); // 输出 2 }

分析：

• 这里arr退化为指向arr[0]的指针，arr + 1就是指向arr[1]的指针，*(arr + 1)解引用它，得到 2。

三、总结 & 避免数组传参退化的方法

数组在传参时默认会退化为指向首元素的指针，但这是由形参类型决定的，如果形参不是“数组引用”或“指向数组的指针”，则实参数组一定会发生数组到指针的转换也就是所谓的退化。

简单说：只有当形参显式表示“整个数组类型”时，退化才不会发生。

那什么是形参为“数组引用”或“指向数组的指针”？？

1.指向数组的指针（C / C++）

void foo(int (*arr)[10]);

int a[10]; foo(&a);

• 实参传的是&a，类型匹配int (*)[10]，没有退化

2.数组引用（C++）

void foo(int (&arr)[10]);

int a[10]; foo(a);

• arr是数组引用，数组身份被完整保留，没有退化

数组名在函数调用中作为形参时，普通写法一定会退化，只有参数代表整个数组类型，它才能接收整个数组否则都是接收的单个元素，正确不退化的形参写法：void foo( int (* arr )[10] )