Wie unterscheidet sich der Zerfall eindimensionaler und mehrdimensionaler Arrays in C?

Zerfall von Array-Typen in C

In C zerfallen Arrays von Natur aus in Zeiger, wenn sie in bestimmten Kontexten verwendet werden. Dieses Zerfallsverhalten unterscheidet sich jedoch zwischen eindimensionalen und mehrdimensionalen Arrays.

Eindimensionaler Array-Zerfall: int[] zu int*

Bei einem eindimensionalen Array Wird in einem Kontext verwendet, der einen Zeiger erfordert, zerfällt es effektiv in einen Zeiger auf sein erstes Element. Betrachten Sie beispielsweise den folgenden Code:

<code class="cpp">std::is_same<int*, std::decay<int[]>::type>::value; // true</code>

Dies gibt true zurück, da der Zerfall eines int[]-Typs zu einem int*-Typ führt.

Multidimensionaler Array-Zerfall: int [][1] zu int

Wenn dagegen ein mehrdimensionales Array in einem ähnlichen Kontext verwendet wird, zerfällt es nicht in einen Zeiger auf einen Zeiger. Stattdessen zerfällt es in einen Zeiger auf sein erstes Element, das selbst ein Array ist. Zum Beispiel:

<code class="cpp">std::is_same<int**, std::decay<int[][1]>::type>::value; // false</code>

Dies gibt „false“ zurück, da der Zerfall eines int[][1]-Typs zu einem int*-Typ und nicht zu einem int**-Typ führt.

Zerfall von Zeiger-Arrays: int*[] zu int

Interessanterweise zerfällt ein Array von Zeigern, wenn es erstellt wird, in einen Zeiger auf einen Zeiger. Dies geht aus dem folgenden Code hervor:

<code class="cpp">std::is_same<int**, std::decay<int*[]>::type>::value; // true</code>

Diese Beobachtung gilt für jeden Typ innerhalb eines Arrays von Zeigern, solange die letzte Dimension ein Array ist. Beispielsweise zerfällt int***[] in int*** (oder int****), was ein Zeiger auf einen Zeiger auf einen Zeiger ist.

Grund für Zerfallsunterschiede

Der Grund für diese Diskrepanz im Zerfallsverhalten liegt im Konzept der Zeigerarithmetik. Eindimensionale Arrays richten sich natürlich nach dem Verhalten von Zeigern und ermöglichen so effiziente arithmetische Zeigeroperationen. Dies gilt jedoch nicht für mehrdimensionale Arrays, da jede Dimension eine andere Indirektionsebene darstellt. Der Versuch einer Zeigerarithmetik auf zerfallende mehrdimensionale Arrays würde zu ungültigem Speicherzugriff und unvorhersehbarem Verhalten führen.

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