向函数传递/返回数组（而不是指针）引用的一般规则？

Question

我们可以将数组的引用传递给函数，例如：

void f(int (&a)[5]);

int x[5];
f(x);     //okay
int y[6];
f(y);     //error - type of y is not `int (&)[5]`.

或者更好的是，我们可以编写函数模板：

template<size_t N>
void f(int (&a)[N]); //N is size of the array!

int x[5];
f(x);     //okay - N becomes 5
int y[6];
f(y);     //okay - N becomes 6

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现在我的问题是，如何从函数返回数组的引用？

我想从函数返回以下类型的数组：

int a[N];
int a[M][N];
int (*a)[N];
int (*a)[M][N];

其中 M 和 N 在编译时已知！

将数组的编译时引用传递给函数或从函数返回的一般规则是什么？我们如何将 int (*a)[M][N] 类型的数组的引用传递给函数？

编辑：

Adam评论：int (*a)[N]不是一个数组，它是一个指向数组的指针。

是的。但一维在编译时是已知的！我们如何将编译时已知的信息传递给函数？

Answer 1

如果要从函数返回对数组的引用，则声明将如下所示：

// an array
int global[10];

// function returning a reference to an array
int (&f())[10] {
   return global;
}

返回数组引用的函数的声明看起来与作为数组引用的变量的声明相同 - 只是函数名后面跟着 ()，它可能包含参数声明：

int (&variable)[1][2];
int (&functionA())[1][2];
int (&functionB(int param))[1][2];

使用 typedef 可以使此类声明更加清晰：

typedef int array_t[10];

array_t& f() {
   return global;
}

如果你想让它变得非常混乱，你可以声明一个函数获取对数组的引用并返回这样的引用：

template<int N, int M>
int (&f(int (¶m)[M][N]))[M][N] {
   return param;
}

指向数组的指针的工作方式相同，只是它们使用 * 而不是 &。

Answer 2

使用 C++11 的尾随返回类型语法，您还可以编写：

auto foo () -> int (&)[3]
{
    static int some_array[3]; // doesn't have to be declared here
    return some_array; // return a reference to the array.
}

Answer 3

您不能从函数返回数组。

8.3.5/6：

函数不得有返回类型
数组或函数类型，尽管
他们可能有一个返回类型 type
指向此类事物的指针或引用。

编辑：你会喜欢语法：

int (&bar()) [5] {
  static int x[5];
  return x;
}


int (* & bar()) [6][10] {
    static int x[6][10];
    static int (*y)[6][10] = &x;
    return y;
}
// Note - this returns a reference to a pointer to a 2d array, not exactly what you wanted.

Answer 4

正如埃里克提到，你不能从函数返回数组。您可以返回指针或引用，尽管语法非常复杂：

// foo returns a pointer to an array 10 of int
int (*foo(float arg1, char arg2))[10] { ... }

// bar returns a reference to an array 10 of int
int (&foo(float arg1, char arg2))[10] { ... }

我强烈建议为数组类型创建 typedef：

// IntArray10 is an alias for "array 10 of int"
typedef int IntArray10[10];

// Equivalent to the preceding definitions
IntArray10 *foo(float arg1, char arg2) { ... }
IntArray10 &bar(float arg1, char arg2) { ... }

Answer 5

作为对 sth 的良好答案的补充，以下是如何使用返回数组引用的常量方法声明一个类：

class MyClass
{
public:
    const int (&getIntArray() const)[10];
};

Answer 6

这是标记为 C++ 的，所以我建议在 C++ 中返回数组的方法是返回 std::vector ，而不是尝试使用 C 数组进行任何欺骗（应该使用仅在 C++ 代码中精心选择的场景中）。

正如其他答案所述，您不能从函数返回 C 数组。