C++ 数组引用详解

一、数组引用概述

C++中数组引用是数组名，它不是数组首元素的地址，它代表整个数组。使用数组名作为函数参数，可以传递整个数组，而不是数组的首地址，这是数组引用的优势。此外，数组引用可以简单地用来交换两个数组的所有元素，而不需要逐个元素地进行赋值操作。

二、数组引用的内部实现

在C++中，数组变量（如arr）实际上代表的是一个指针，这个指针指向数组的首地址。在函数参数中，使用数组变量（如arr）表示的就是指针类型的形参，也就是一个地址。

// 定义一个数组
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
// 定义一个指针变量，指向数组的首地址
int *p_arr = arr;
// 数组名也可以作为地址使用
p_arr = &arr[0];

由此可见，C++中的数组引用实际上就是使用指针类型的形参，可以达到传递整个数组的效果，由于它的指向整个数组，因此可以方便地进行数组操作。

三、使用数组引用交换两个数组的所有元素

数组引用可以很容易实现交换两个数组的所有元素，这比逐个元素操作更加简单方便。

void swapArray(int (&arr1)[5], int (&arr2)[5]){
    int temp;
    for(int i = 0; i < 5; i++){
        temp = arr1[i];
        arr1[i] = arr2[i];
        arr2[i] = temp;
    }
}

int main(){
    int arr1[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int arr2[5] = {6, 7, 8, 9, 10};
    swapArray(arr1, arr2);
    return 0;
}

在上面的代码中，swapArray函数使用了数组引用作为参数类型，可以直接传递整个数组，函数中使用循环遍历交换两个数组的所有元素。这样，我们就可以很方便地交换两个数组的值。

四、数组引用作为函数参数的使用注意点

当我们将数组引用作为函数参数时，实际上是把整个数组作为参数传递给函数，所以，这种方法比传递首地址更加方便和灵活。但是需要注意一些问题：

1、如果我们尝试在函数内部改变数组的大小，就会出现问题。因为C++中数组的大小是在编译期决定的，在运行期间是不能改变的。如果在函数内对数组大小进行修改，编译器会报错。

2、传递数组引用时需要指定数组大小，如果我们不指定数组大小，会出现编译错误。

3、对于多维数组，需要在函数参数中指定各维度大小。

示例：

const int SIZE = 5;
void printArray(int (&arr)[SIZE]){
    for(int i = 0; i < SIZE; i++){
        cout << arr[i] << " ";
    }
}

int main(){
    int arr[SIZE] = {1, 2, 3, 4, 5};
    printArray(arr);
    return 0;
}

在上述代码中，我们指定了数组引用的大小为5，这样就可以在函数内部使用数组的所有元素了。

五、结合指针访问数组元素

在C++中，可以通过指针来访问数组的元素，使用指针变量（如p）+下标（如p[i]）即可获得数组中的元素。

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = arr;
for(int i = 0; i < 5; i++){
    cout << p[i] << " ";
}

在上述代码中，我们用指针p指向数组的首地址，然后通过p[i]的操作来访问数组的元素。这种方式可以使代码更加简洁和易读。

六、数组引用应用实例

以下是一个数组引用的应用实例，该实例通过求解两个二维数组的和，演示了数组引用的使用方法。

const int ROW = 3, COL = 3;
void addMatrix(int (&matrix1)[ROW][COL], int (&matrix2)[ROW][COL]){
    int sum[ROW][COL];
    for(int i = 0; i < ROW; i++){
        for(int j = 0; j < COL; j++){
            sum[i][j] = matrix1[i][j] + matrix2[i][j];
            cout << sum[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }
}

int main(){
    int matrix1[ROW][COL] = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    };
    int matrix2[ROW][COL] = {
        {9, 8, 7},
        {6, 5, 4},
        {3, 2, 1}
    };
    addMatrix(matrix1, matrix2);
    return 0;
}

在上面的代码中，我们向addMatrix函数传递两个二维数组的引用，通过使用指针变量和下标，将两个数组的对应元素相加，并输出求和后的矩阵。