C++中函数访问数组的方式

　　在书写C++代码时，往往为了令代码更加简洁高效、提高代码可读性，会对定义的函数有一些特殊的要求：比如不传递不必要的参数，以此来让函数的参数列表尽可能简短。

　　当一个函数需要访问一个数组元素时，出于上述原因，往往也希望令传入的参数尽可能的少(至少我是这样...)。

　　首先，引出一个例子，对于std::vector<typename>来说，往往只需要传递一个参数就足够了(当只涉及单独访问该vector时的确如此)，比如要编写一个show函数，这个函数的功能是打印传入容器的所有元素，并用空格将这些元素分隔开来。那么当传入容器为vector时，这个show函数就会简单无比：

void show(const std::vector<int> &ivec) {
    for (size_t i = 0; i < ivec.size(); ++i)
        std::cout << ivec[i] << " ";
    std::cout << std::endl;
}

　　可以看到，由于标准库中的vector包含size成员，使得我们很容易获取这个vector对象的大小，进而方便对这个vector进行访问。此时，这个函数只需要一个参数就可以完成容器的访问工作(当然，对于这种容器，也可以用迭代器进行访问，此方式下函数的参数个数不变)。

　　那么... 内置数组呢？

　　很遗憾，答案是：不行。

　　在《C++ Primer 5th》中，作者指出：“因为数组是以指针的形式传递给函数的，所以一开始函数并不知道数组的确切尺寸，调用者应该为此提供一些额外的信息。”(中文版第193页，英文版第216页)　　

　　书中继而阐述了三种函数访问数组的方式(原文为：“管理指针形参的三种技术”)：

　　1. 使用标记指定数组长度

　　　　通俗地说，就是在传入的这个数组中，含有一些标记数组结束的元素，比如C风格字符串(const char *)，显式地以'\0'字符作为结尾标识符。那么当遍历到一个'\0'时，即可认定这个字符串结束，此时判定访问结束。但显而易见，这样的访问方式不具有普适性，毕竟很多容器并不会包含一个指定的结尾标识，甚至一些容器都不能保证存入元素的顺序固定。

　　　　这里，当然也可以预定数组就是指定大小的(例如在源文件中声明const LEN = 20; 或者预处理 #define LEN 20)，尽管这样和上述方法一样，可以使得函数只需要一个形参:

#define LEN 20
// const int LEN = 20;

void show(const char *cp) {
    if (cp)
        while (*cp)
            std::cout << *cp++;
}

void show(const int lst[]) {
    for (size_t i = 0; i < LEN; ++i)
        std::cout << lst[i] << " ";
    std::cout << std::endl;
}

　　　　但是，这样的程序是不具有普遍性的，我们可以很肯定地说，我们的数组一定不会正好包含20或更少的元素。

 

　　2. 使用标准库规范

　　　　在标准库中，对数组定义了begin和end方法，和迭代器不同的是，函数返回的是指针类型；和迭代器相同的是，用法基本一致...

void show(const int *beg, const int *end) {
    for (auto iter = beg; iter != end; ++iter)
        std::cout << *iter << std::endl;
    std::cout << std::endl;
}

/* 很遗憾，玩儿不转
void show(const int lst[]) {
    for (auto beg = std::begin(lst); beg != std::end(lst); ++beg) 
        std::cout << *beg << " ";
    std::cout << std::endl;
} 
*/

　　　　可以看到，这时的show函数，至少需要两个参数。当然，说到begin和end函数，很多人都会想到上面第二个这种方式，然而很遗憾，这种方式不行！此时，只能通过显式地调用

show(std::begin(lst), std::end(lst));

　　　　来实现第一个函数的调用。但... 这并未达到“调用函数只包含一个参数”的期望。

　　　　至于这里的第二种方式不行的原因，我认为是：在C++调用函数时，数组被自动转换为数组元素类型的指针类型(比如int lst[]就被转换成了int *lst)，这个过程是如此自然，就像是内置类型默认类型转换一般(比如sum = 1 + 2.0，这里的1就自然从int类型被转换成了double类型)。因此，函数对这样一个int *类型，自然无从对之继续调用begin和end函数以得到其首尾位置(这里重点是无法得到尾位置)。故... 玩儿不转。

 

　　3. 显式传递一个表示数组大小的形参

　　　　这可能是每个学过C/C++的人最常用的方法了。通过显式控制访问元素的个数，保证指针前进的深度：

void show(const int lst[], size_t length) {
    for (size_t i = 0; i < length; ++i) 
        std::cout << lst[i] << " ";
    std::cout << std::endl;
}

　　　　形式很简单，无须解释。这里需要注意的就是形参处的length的类型是size_t的，因此调用者传入一个负值，很有可能就美滋滋了。当然，也可以修改为其他类型，但这个问题不容忽视(见之前博客)。

　　　　我想说的是，这种方式下，依然没达到“调用函数只包含一个参数”的期望...

 

　　　　可能只有强迫症才会有这样的纠结吧，但很欣慰的是，通过这个纠结，将调用函数访问数组的三种方式系统地进行了说明阐述(方式2的第二种形式真的让我很惋惜...)。

　　　　当然，如果读者有更好的方式(如果能只传入一个参数即可访问任意类型任意大小的数组，看在我纠结这么久的份儿上，千万要告诉我...)，欢迎评论区分享，若有写的不足的地方，敬请评论区斧正，在此感谢。