从函数返回多维数组

Question

如何返回存储在类的 private 字段中的多维数组？

class Myclass {
private:
   int myarray[5][5];
public:
   int **get_array();
};

// This does not work:
int **Myclass::get_array() {
    return myarray;
}

我收到以下错误：

无法将 int (*)[5][5] 转换为 int** 作为返回

Answer 1

二维数组不会衰减为指向整数的指针。它衰减为指向整数数组的指针 - 也就是说，只有第一个维度衰减为指针。该指针不指向 int 指针（该指针在递增时会增加指针的大小），而是指向 5 个整数的数组。

class Myclass {
private:
    int myarray[5][5];
public:
    typedef int (*pointer_to_arrays)[5]; //typedefs can make things more readable with such awkward types

    pointer_to_arrays get_array() {return myarray;}
};

int main()
{
    Myclass o;
    int (*a)[5] = o.get_array();
    //or
    Myclass::pointer_to_arrays b = o.get_array();
}

当每个子数组单独分配时（也就是说，你最初有一个指针数组），使用指向指针的指针（int**）

int* p[5];
for (int i = 0; i != 5; ++i) {
    p[i] = new int[5];
}

这里我们有一个由五个指针组成的数组，每个指针都指向第一个item在一个单独的内存块中，总共6个不同的内存块。

在二维数组中，您将获得单个连续的内存块：

int arr[5][5]; //a single block of 5 * 5 * sizeof(int) bytes

您应该看到这些东西的内存布局完全不同，因此这些东西不能以相同的方式返回和传递。

Answer 2

您可以返回两种可能的类型来提供对内部数组的访问。旧的 C 风格将返回 int *[5]，因为数组很容易衰减为指向第一个元素的指针，该元素的类型为 int[5]。

int (*foo())[5] {
   static int array[5][5] = {};
   return array;
}

现在，您还可以返回对内部数组的正确引用，最简单的语法是通过 typedef:

typedef int (&array5x5)[5][5];
array5x5 foo() {
   static int array[5][5] = {};
   return array;
}

或者没有 typedef 会更麻烦一些：

int (&foo())[5][5] {
   static int array[5][5] = {};
   return array;
}

C++ 版本的优点是保留实际类型，这意味着数组的实际大小在调用方是已知的。

Answer 3

要返回指向数组成员数组的指针，所需的类型是 int (*)[5]，而不是 int **：

class Myclass {
private:
    int myarray[5][5];
public:
    int (*get_array())[5];
};

int (*Myclass::get_array())[5] {
    return myarray;
}

Answer 4

如何返回隐藏在私有字段中的多维数组？

如果它应该被隐藏，为什么你首先要归还它？

无论如何，您不能从函数返回数组，但可以返回指向第一个元素的指针。 5x5 整数数组的第一个元素是什么？当然，是 5 个整数的数组：

int (*get_grid())[5]
{
    return grid;
}

或者，您可以通过引用返回整个数组：

int (&get_grid())[5][5]
{
    return grid;
}

...欢迎来到 C 声明符语法地狱 ;-)

我可以建议 std::vector 吗？ > 或 boost::multi_array 代替？

Answer 5

更简单的是 decltype(auto) (C++14 起)

decltype(auto) get_array() { return (myarray); } // Extra parents to return reference

然后 decltype (C++11 起) (成员应该在方法之前声明)

auto get_array() -> decltype((this->myarray)) { return myarray; }
// or
auto get_array() -> decltype(this->myarray)& { return myarray; }

然后 typedef 方式：

using int2D = int[5][5]; // since C++11
// or
typedef int int2D[5][5];

int2D& get_array() { return myarray; }

因为常规语法非常难看：

int (&get_array())[5][5] { return myarray; }

使用 std::array, 5> (C++11 起) 将具有更自然的语法。

Answer 6

我设法使用自动类型推导使这个函数在 C++0x 中工作。但是，如果没有它，我就无法让它工作。 C++ 中对本机 C 数组的支持不是很好 - 它们的语法极其丑陋。您应该使用包装类。

template<typename T, int firstdim, int seconddim> class TwoDimensionalArray {
    T data[firstdim][seconddim];
public:
    T*& operator[](int index) {
        return data[index];
    }
    const T*& operator[](int index) const {
        return data[index];
    }
};
class Myclass {
public:
    typedef TwoDimensionalArray<int, 5, 5> arraytype;
private:
    arraytype myarray;
public:
    arraytype& get_array() {
        return myarray;
    }
};

int main(int argc, char **argv) {
    Myclass m;
    Myclass::arraytype& var = m.get_array();
    int& someint = var[0][0];
}

这段代码编译得很好。您可以在 Boost (boost::array) 中获取预先编写的包装类，以支持整个 shebang。