指向动态数组的指针

Question

假设我在类中定义了一个平方网格：

Square (* grid)[];

奇怪的是，这似乎编译得很好。我认为它会出错，因为编译器不知道数组有多大？ 无论如何， 这意味着它是一个指向数组的指针。然后为了初始化它，我这样做：

grid(new Square[width * height])

编译器不接受这一点，因为 new 语句返回一个指向正方形的指针，而不是指向正方形数组的指针。这样做是有道理的。现在，除了声明 Square ** grid 并循环遍历它并为 2D 数组的每一列进行单独分配之外，还有一种简单的方法可以完成我的要求吗？

Answer 1

Square (* grid)[];

奇怪的是，这似乎编译得很好。我认为它会出错，因为编译器不知道数组有多大？

这是声明一个指向数组的指针，而不是一个数组；声明一个指向任何不完整类型的指针都可以，包括未知大小的数组。然而，这是一个非常不寻常的事情，而不是您想要的动态数组。

现在，有没有一种简单的方法可以完成我的要求？

最容易使用的动态数组是：

std::vector<Square> grid;

初始化为

grid(width * height)

如果您确实想自己管理内存，则将数组指针更改为指向对象的指针：

Square * grid;

初始化为

grid(new Square[width * height])

指针可以指向单个对象，也可以指向数组的开始；如果它确实指向一个数组，那么您可以像使用非动态数组一样对其使用 [] 。确保在使用完毕后将其释放（delete [] grid;）。

如果您想要一个二维数组，通常最简单的方法是使用一维数组，并将必要的算术包装在访问器函数中：

Square & get_square(size_t row, size_t col) {
    return grid[row * width + col];
}

Answer 2

我相信 Square (* grid)[]; 起作用的原因是允许指向不完整类型的指针，并且没有大小的数组被视为不完整类型。

尽管看起来类型完美匹配却无法做到这一点，

Square (* grid)[] = new Square[width * height];

这只是 C 设计中对数组类型进行特殊处理的错误的另一个表现。看起来 new 类型 Square[] 的对象应该返回一个指向该类型对象的指针。然而，您并不是真正new数组类型，而是new[]元素类型Square。 new[] 的结果是指向元素类型的指针，符合数组的 C 约定。

您可以使用强制转换来“修复”此问题以使用“正确”类型：

// pretend array types behave rationally
Square (* grid)[] = (Square (*)[]) new Square[width * height];
(*grid)[3] = 10;

// the above is equivalent to the following
Square *grid = new Square[width * height];
grid[3] = 10;  

或者您可以以 C++ 方式进行操作并使用 std::vector

std::vector<Square> grid(width * height);

如果您有一个固定大小的数组，您可以使用 std::array

std::array<Square,10> *grid = new std::array<Square,10>;

std::array 几乎修复了数组类型设计中所犯的所有错误。例如，std::array 无法“忘记”其大小，函数可以按值获取 std::array 参数（而对于原始数组，数组语法只是变成了指针的同义词），函数可以返回 std::array 而它们却被莫名其妙地禁止返回数组（语法为 int foo()[3];），并且和std::array 不需要特殊的数组分配器 new[] ，它必须与数组释放器 delete[] 匹配（相反，您可以使用可以说 foo = new std::array 然后“删除 foo;”）