C++ 數組引用詳解

一、數組引用概述

C++中數組引用是數組名，它不是數組首元素的地址，它代表整個數組。使用數組名作為函數參數，可以傳遞整個數組，而不是數組的首地址，這是數組引用的優勢。此外，數組引用可以簡單地用來交換兩個數組的所有元素，而不需要逐個元素地進行賦值操作。

二、數組引用的內部實現

在C++中，數組變數（如arr）實際上代表的是一個指針，這個指針指向數組的首地址。在函數參數中，使用數組變數（如arr）表示的就是指針類型的形參，也就是一個地址。

// 定義一個數組
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
// 定義一個指針變數，指向數組的首地址
int *p_arr = arr;
// 數組名也可以作為地址使用
p_arr = &arr[0];

由此可見，C++中的數組引用實際上就是使用指針類型的形參，可以達到傳遞整個數組的效果，由於它的指向整個數組，因此可以方便地進行數組操作。

三、使用數組引用交換兩個數組的所有元素

數組引用可以很容易實現交換兩個數組的所有元素，這比逐個元素操作更加簡單方便。

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;
}

在上面的代碼中，swapArray函數使用了數組引用作為參數類型，可以直接傳遞整個數組，函數中使用循環遍歷交換兩個數組的所有元素。這樣，我們就可以很方便地交換兩個數組的值。

四、數組引用作為函數參數的使用注意點

當我們將數組引用作為函數參數時，實際上是把整個數組作為參數傳遞給函數，所以，這種方法比傳遞首地址更加方便和靈活。但是需要注意一些問題：

1、如果我們嘗試在函數內部改變數組的大小，就會出現問題。因為C++中數組的大小是在編譯期決定的，在運行期間是不能改變的。如果在函數內對數組大小進行修改，編譯器會報錯。

2、傳遞數組引用時需要指定數組大小，如果我們不指定數組大小，會出現編譯錯誤。

3、對於多維數組，需要在函數參數中指定各維度大小。

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;
}

在上述代碼中，我們指定了數組引用的大小為5，這樣就可以在函數內部使用數組的所有元素了。

五、結合指針訪問數組元素

在C++中，可以通過指針來訪問數組的元素，使用指針變數（如p）+下標（如p[i]）即可獲得數組中的元素。

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

在上述代碼中，我們用指針p指向數組的首地址，然後通過p[i]的操作來訪問數組的元素。這種方式可以使代碼更加簡潔和易讀。

六、數組引用應用實例

以下是一個數組引用的應用實例，該實例通過求解兩個二維數組的和，演示了數組引用的使用方法。

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;
}

在上面的代碼中，我們向addMatrix函數傳遞兩個二維數組的引用，通過使用指針變數和下標，將兩個數組的對應元素相加，並輸出求和後的矩陣。