数组下标[]本质是指针运算,a[i]等价于((a)+i);数组名a退化为t,指针p直接支持p[i];二维数组b不是int**,强制转换会导致未定义行为。

数组下标 [] 本质就是指针运算
写 a[i] 并不是“访问第 i 个元素”的魔法操作,它在 C++ 底层直接等价于 *((a) + (i))。也就是说,只要 a 能参与指针加法(即类型支持 a + i),它就能用 []——哪怕 a 是个普通指针,甚至是个临时计算出的地址。
常见错误现象:int *p = new int[5]; p[3] = 42; 合法;但若误把 p 当成数组名,在函数参数里写 sizeof(p) 会得到指针大小(通常是 8),而不是数组长度,因为此时 p 就是纯指针,没退化这回事——它本来就是指针。
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a是数组名时:多数上下文自动转为&a[0](类型为T*),所以a[i]可用 -
a是指针变量时:a[i]直接展开为*(a + i),不依赖任何隐式转换 - 重载
operator[]的类对象除外,那套规则不适用
二维数组名 b 不能当 int** 用
声明 int b[10][100]; 后,b 的类型是 int [10][100],退化为指向首行的指针 int (*)[100],不是 int**。强行转成 int** 再用 pptr[i][j],大概率读到垃圾值或崩溃。
典型错误代码:int **pp = (int**)&b; cout —— 这里 <code>pp[1] 会把 b 内存中第 2 行开头的 4 字节(假设是 int)解释成地址,再解引用,完全脱离原数组布局。
- 正确访问二维数组元素:用
b[i][j]或*(*(b + i) + j) - 若真需要
int**风格,得手动分配指针数组 + 每行内存,不能靠类型转换投机 -
sizeof(b)是整个二维数组字节数;sizeof(b+0)是指针大小(8);sizeof(*b)是一行大小(400)
&a 和 a 的类型差一个维度
对 int a[100]; 来说,a 是 int*(退化后),而 &a 是 int (*)[100]。两者值可能相同(都指向首地址),但类型不同,导致指针算术行为完全不同。
例如:a + 1 指向 a[1](偏移 4 字节);&a + 1 指向的是紧挨着整个 a 数组之后的内存位置(偏移 400 字节)。混淆这两者,在做内存拷贝或跨数组遍历时极易越界。
- 函数参数接收数组时,形参写
int arr[100]实际等价于int* arr,&arr在函数内毫无意义 - 只有在需要传递“数组整体”(比如模板推导数组大小)时,才必须用引用形式:
template<size_t n> void f(int (&arr)[N])</size_t> -
std::array和std::vector能避免这类混淆,因为它们封装了尺寸信息
指针算术的步长由所指类型决定
p + i 不是地址加 i,而是加 i * sizeof(T)。这个规则决定了为什么 int* 和 char* 对同一地址做 +1,结果差 4 倍。
容易被忽略的地方:如果你用 void* 存地址,它不支持 + 运算(C++11 起禁止),必须先转成带类型的指针。另外,对非数组内存(比如单个 int 变量取地址)做 +1 后解引用,属于未定义行为——编译器不会报错,但运行结果不可预测。
- 合法:指向数组首元素的指针,
p + i在[0, N]范围内(含p + N,即 one-past-the-end) - 非法:对
int x;写int* p = &x; *(p + 1),即使看起来“没越界”,也是 UB - 调试建议:用 AddressSanitizer 编译,能捕获大部分越界指针解引用
实际编码中,真正麻烦的从来不是语法,而是当你混用数组名、指针、取地址、类型转换,又依赖 sizeof 或指针算术时,类型系统悄悄抹掉的那些维度信息。这些信息一旦丢失,编译器帮不了你,只能靠人盯住每一步的类型签名。
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