C++ 中数组作为函数参数的传递方式详解

在 C++ 编程里，数组作为函数参数传递是一个常见的操作。了解数组传递的方式，有助于我们正确地使用数组参数，避免一些潜在的错误。下面将详细介绍 C++ 中数组作为函数参数时的传递方式。

一、数组名作为函数参数传递（本质是指针传递）

1. 基本原理

在 C++ 中，当把数组名作为函数参数传递时，实际上传递的是数组首元素的地址，也就是一个指针。这意味着函数内部操作的是原数组，而不是数组的副本。

2. 示例代码

#include <iostream>
// 函数定义，接收一个整数数组和数组的大小
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 调用函数，传递数组名和数组大小
    printArray(myArray, 5);
    return 0;
}

3. 代码解释

• 在 printArray 函数中，int arr[] 这种形式其实等价于 int* arr，它接收的是一个指向 int 类型的指针。
• 在 main 函数中，当调用 printArray(myArray, 5) 时，myArray 作为数组名，代表数组首元素的地址，被传递给了 printArray 函数。

4. 优缺点

• 优点：这种传递方式效率高，因为不需要复制整个数组，只需要传递一个指针，节省了内存和时间。
• 缺点：函数内部可以修改原数组的元素，可能会导致意外的结果。

二、使用指针作为函数参数传递数组

1. 示例代码

#include <iostream>
// 函数定义，接收一个指向整数的指针和数组的大小
void modifyArray(int* arr, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        arr[i] *= 2;
    }
}

int main() {
    int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 调用函数，传递数组首元素的地址和数组大小
    modifyArray(myArray, 5);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        std::cout << myArray[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

2. 代码解释

• modifyArray 函数的参数 int* arr 明确表示接收一个指针，该指针指向数组的首元素。
• 在 main 函数中，myArray 作为数组名代表首元素地址，传递给 modifyArray 函数。在 modifyArray 函数内部对数组元素的修改会直接影响原数组。

三、传递数组的引用作为函数参数

1. 示例代码

#include <iostream>
// 函数定义，接收一个整数数组的引用和数组的大小
void printArrayRef(int (&arr)[5]) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 调用函数，传递数组的引用
    printArrayRef(myArray);
    return 0;
}

2. 代码解释

• printArrayRef 函数的参数 int (&arr)[5] 表示接收一个大小为 5 的整数数组的引用。
• 使用数组引用作为参数时，数组的大小必须在函数定义中明确指定。这种方式同样可以直接操作原数组，但它比指针传递更能体现数组的整体性，并且可以避免一些因指针操作不当而导致的错误。

3. 优缺点

• 优点：可以直接操作原数组，同时能在编译时检查数组的大小，避免传递错误大小的数组。
• 缺点：函数的通用性较差，因为数组的大小在函数定义时就固定了。

四、多维数组作为函数参数传递

1. 二维数组示例代码

#include <iostream>
// 函数定义，接收一个 2 行 3 列的二维数组
void print2DArray(int arr[2][3]) {
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            std::cout << arr[i][j] << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
}

int main() {
    int my2DArray[2][3] = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6}
    };
    // 调用函数，传递二维数组
    print2DArray(my2DArray);
    return 0;
}

2. 代码解释

• 对于二维数组作为函数参数，除了第一维的大小可以省略外，其他维度的大小必须明确指定。这是因为编译器需要知道每行元素的数量，以便正确地进行内存寻址。

五、总结

在 C++ 中，数组作为函数参数传递主要有数组名传递（本质是指针传递）、指针传递和数组引用传递这几种方式。每种方式都有其特点和适用场景。指针传递和数组名传递效率高，但可能会修改原数组；数组引用传递能保证操作原数组，并且在编译时检查数组大小，但通用性较差。在实际编程中，需要根据具体需求选择合适的传递方式。