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C++ 中数组作为参数传递时，在函数中使用sizeof 为什么无法得到数组的长度

article 2024/11/25 4:32:01

数组长度

在C++ 中并没有提供java，C#的size，length的数组长度。

int arr[10];
std::cout << sizeof(arr)/ sizeof(int) << std::endl;

数组作为参数传递

#include "iostream"
using namespace std;

int main() {
    int arr[]={1,2,3,4,5};
    cout<<sizeof(arr)/sizeof(int)<<endl;  //输入的是 5
    return 0;
}

定义一个函数

#include "iostream"
using namespace std;

int multiply(int arr[],int number){
    cout<<sizeof(arr)/sizeof(int)<<endl;  //输出的 是2
}

int main() {
    int arr[]={1,2,3,4,5};
    cout<<sizeof(arr)/sizeof(int)<<endl; //输入的是 5
    multiply(arr,3);
    return 0;
}

这时候在函数中计算出来的长度并不是数组真实的长度；
在 C++ 中，当数组作为函数参数传递时，sizeof 无法得到数组的长度的原因是数组会退化（decay）为指针。具体来说，数组名在作为参数传递时，编译器会将数组的地址（即指向数组第一个元素的指针）传递给函数，而不是整个数组本身。

分析

数组在参数传递中的退化
在函数参数中，int arr[] 或 int arr[10] 实际上被编译器解释为 int* arr，这意味着在函数中访问 arr 时，它只是一个指向数组首元素的指针，而不再是一个完整的数组。
- 原数组的大小信息并不会被传递到函数中。
- sizeof(arr) 的结果是指针本身的大小，而不是数组的大小。
例如：
```
void foo(int arr[]) {
    std::cout << sizeof(arr) << std::endl; // 输出指针的大小，例如 8（在 64 位系统上）
}

int main() {
    int arr[10];
    foo(arr);
}
```
在函数 foo 中，arr 是一个指针，不再是 main 中的数组。因此 sizeof(arr) 是指针大小。
函数参数声明的等价性
函数参数中声明 int arr[] 和 int* arr 是等价的，这就明确了传递到函数的是一个指针，而不是整个数组。

例如：
```
void foo(int arr[]);  // 等价于
void foo(int* arr);
```
数组本质与内存模型
- 静态数组在内存中是连续存储的，编译器在数组作用域内可以推导其大小，因此 sizeof 可以计算静态数组的总大小。
- 但是当数组退化为指针后，指针只存储了数组首地址，无法通过这个地址直接推断数组的大小。
- 这与动态分配数组类似：动态分配的数组通过指针访问，也没有内置的大小信息。

如何在函数中获取数组大小？
如果确实需要在函数中知道数组的大小，可以采用以下方法：

显式传递数组大小：

void foo(int arr[], size_t size) {
    std::cout << "Array size: " << size << std::endl;
}

int main() {
    int arr[10];
    foo(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
}

使用模板（适用于静态数组）：
模板可以捕获数组的大小信息：

template <size_t N>
void foo(int (&arr)[N]) {
    std::cout << "Array size: " << N << std::endl;
}

int main() {
    int arr[10];
    foo(arr); // 输出 10
}