Чому масиви посилань незаконні?

Наступний код не компілюється.

int a = 1, b = 2, c = 3;
int& arr[] = {a,b,c,8};

Що говорить про це стандарт C ++?

Я знаю, що міг оголосити клас, який містить посилання, а потім створити масив цього класу, як показано нижче. Але мені дуже хочеться знати, чому код не компілюється вище.

struct cintref
{
    cintref(const int & ref) : ref(ref) {}
    operator const int &() { return ref; }
private:
    const int & ref;
    void operator=(const cintref &);
};

int main() 
{
  int a=1,b=2,c=3;
  //typedef const int &  cintref;
  cintref arr[] = {a,b,c,8};
}

Можна використовувати struct cintrefзамість const int &симуляції масив посилань.

Відповідаючи на ваше запитання щодо стандарту, я можу навести стандарт C ++ §8.3.2 / 4 :

Не повинно бути посилань на посилання, ані масивів посилань , ані покажчиків на посилання.

Посилання не є об’єктами. У них немає власного сховища, вони просто посилаються на існуючі об'єкти. З цієї причини не має сенсу мати масиви посилань.

Якщо ви хочете легкої ваги об'єкт , який посилається на інший об'єкт , то ви можете використовувати покажчик. Ви можете використовувати a structз посилальним членом як об'єкти в масивах, лише якщо ви надасте явну ініціалізацію для всіх посилальних членів для всіхstruct екземплярів. Посилання не можуть бути використані за замовчуванням.

Редагувати: Як зазначає jia3ep, у стандартному розділі про декларації існує чітка заборона на масиви посилань.

Це цікава дискусія. Очевидно, що масиви посилань прямо неправомірні, але причина ІМХО не є такою простою, як сказати "вони не є об'єктами" або "вони не мають розміру". Я зазначу, що самі масиви не є повноцінними об'єктами в C / C ++ - якщо ви заперечуєте проти цього, спробуйте створити кілька класів шаблонів stl, використовуючи масив як параметр шаблону 'class', і подивіться, що відбувається. Ви не можете їх повернути, призначити, передати їх як параметри. (параметр масиву трактується як вказівник). Але законно робити масиви масивів. Посилання мають розмір, який компілятор може і повинен обчислити - ви не можете розмістити () посилання, але ви можете створити структуру, що не містить нічого, крім посилань. Він матиме достатній розмір, щоб містити всі покажчики, які реалізують посилання. Ти можеш'

struct mys {
 int & a;
 int & b;
 int & c;
};
...
int ivar1, ivar2, arr[200];
mys my_refs = { ivar1, ivar2, arr[12] };

my_refs.a += 3  ;  // add 3 to ivar1

Насправді ви можете додати цей рядок до визначення структури

struct mys {
 ...
 int & operator[]( int i ) { return i==0?a : i==1? b : c; }
};

... і тепер у мене є щось, що виглядає багато, як масив refs:

int ivar1, ivar2, arr[200];
mys my_refs = { ivar1, ivar2, arr[12] };

my_refs[1] = my_refs[2]  ;  // copy arr[12] to ivar2
&my_refs[0];               // gives &my_refs.a == &ivar1

Тепер це не справжній масив, це перевантаження оператора; він не буде робити те, що масиви зазвичай роблять, наприклад, sizeof (arr) / sizeof (arr [0]). Але він робить саме те, що я хочу робити з масивом посилань, із цілком законним C ++. За винятком (a) больових налаштувань для більш ніж 3-х або 4-х елементів, і (b) він робить обчислення за допомогою пучка?: Що можна зробити за допомогою індексації (не з нормальною індексацією семантики C-pointer-розрахунку-семантики) , але все-таки індексація). Я хотів би бачити дуже обмежений тип "масиву посилань", який може насправді зробити це. Тобто масив посилань не трактуватиметься як загальний масив речей, які є посиланнями, а, скоріше, це буде новий "масив посилань" зробити за допомогою шаблонів).

це, мабуть, спрацює, якщо ви не заперечуєте проти такого типу противного: переробіть '* this' як масив int * 's і поверніть посилання, зроблене з одного: (не рекомендується, але це показує, як правильний' масив ' буде працювати):

 int & operator[]( int i ) { return *(reinterpret_cast<int**>(this)[i]); }

Прокоментуйте свою редакцію:

Краще рішення std::reference_wrapper.

Детальніше: http://www.cplusplus.com/reference/functional/reference_wrapper/

Приклад:

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

int main() {
    int a=1,b=2,c=3,d=4;
    using intlink = std::reference_wrapper<int>;
    intlink arr[] = {a,b,c,d};
    return 0;
}

Масив неявно перетворюється на покажчик, а вказівник на посилання є незаконним у C ++

Дано int& arr[] = {a,b,c,8};, що таке sizeof(*arr)?

Скрізь, посилання трактується як просто сама річ, так sizeof(*arr)просто має бути sizeof(int). Але це зробило б арифметику вказівника масиву на цьому масиві помилковою (якщо припустити, що посилання не однакової ширини є ints). Щоб усунути неоднозначність, заборонено.

Тому що, як багато хто казав тут, посилання не є об’єктами. вони просто псевдоніми. Щоправда, деякі компілятори можуть реалізовувати їх як покажчики, але стандарт цього не примушує / не вказує. А оскільки посилання не є об’єктами, ви не можете вказати на них. Зберігання елементів у масиві означає, що існує якась індексна адреса (тобто, вказівка ​​на елементи певного індексу); і тому ви не можете мати масиви посилань, тому що ви не можете вказати на них.

Використовуйте замість boost :: reference_wrapper або boost :: tuple; або просто вказівники.

Я вважаю, що відповідь дуже проста, і це стосується семантичних правил посилань та способів обробки масивів в C ++.

Якщо коротко: посилання можна розглядати як структури, які не мають конструктора за замовчуванням, тому застосовуються всі ті ж правила.

1) Семантично посилання не мають значення за замовчуванням. Посилання можна створити лише шляхом посилання на щось. Посилання не мають значення для відображення відсутності посилання.

2) Виділяючи масив розміром X, програма створює колекцію об'єктів, ініціалізованих за замовчуванням. Оскільки посилання не має значення за замовчуванням, створення такого масиву є семантично незаконним.

Це правило також застосовується до структур / класів, які не мають конструктора за замовчуванням. Наступний зразок коду не складається:

struct Object
{
    Object(int value) { }
};

Object objects[1]; // Error: no appropriate default constructor available

Ви можете досить близько наблизитися до цієї структури шаблонів. Однак вам потрібно ініціалізувати вирази, які є вказівниками на T, а не на T; і таким чином, хоча ви можете легко зробити "fake_constref_array" аналогічно, ви не зможете пов'язувати це з ревальваціями, як це зроблено в прикладі ОП ("8");

#include <stdio.h>

template<class T, int N> 
struct fake_ref_array {
   T * ptrs[N];
  T & operator [] ( int i ){ return *ptrs[i]; }
};

int A,B,X[3];

void func( int j, int k)
{
  fake_ref_array<int,3> refarr = { &A, &B, &X[1] };
  refarr[j] = k;  // :-) 
   // You could probably make the following work using an overload of + that returns
   // a proxy that overloads *. Still not a real array though, so it would just be
   // stunt programming at that point.
   // *(refarr + j) = k  
}

int
main()
{
    func(1,7);  //B = 7
    func(2,8);     // X[1] = 8
    printf("A=%d B=%d X = {%d,%d,%d}\n", A,B,X[0],X[1],X[2]);
        return 0;
}

-> A = 0 B = 7 X = {0,8,0}

Опорний об'єкт не має розміру. Якщо ви пишете sizeof(referenceVariable), він надасть вам розмір об'єкта, на який посилається referenceVariable, а не на сам посилання. Він не має власного розміру, тому компілятор не може обчислити, який розмір потрібен буде масив.

Коли ви зберігаєте щось у масиві, його розмір повинен бути відомий (оскільки індексація масиву залежить від розміру). Згідно стандарту C ++ Не визначено, чи потрібна посилання для зберігання, в результаті індексація масиву посилань була б неможливою.

Просто додати до всієї розмови. Оскільки масиви вимагають послідовних місць пам’яті для зберігання елемента, тож якщо ми створимо масив посилань, тоді не гарантується, що вони будуть знаходитись у послідовному розташуванні пам’яті, тому доступ до них буде проблемою, а отже, ми навіть не можемо застосувати всі математичні операції на масив.

Розглянемо масив покажчиків. Вказівник - це дійсно адреса; тому, коли ви ініціалізуєте масив, ви аналогічно говорите комп'ютеру, "виділіть цей блок пам'яті для зберігання цих X-номерів (які є адресами інших елементів)". Тоді якщо ви зміните один із вказівників, ви просто змінюєте те, на що він вказує; це все ще числова адреса, яка сама сидить на тому ж місці.

Посилання є аналогічним псевдоніму. Якби ви мали оголосити масив посилань, ви, в основному, скажете комп'ютеру, "виділіть цю аморфну ​​частину пам'яті, що складається з усіх цих різних елементів, розкиданих навколо".

Власне, це суміш синтаксису C і C ++.

Ви повинні або використовувати чисті масиви C, які не можуть бути посилання, так як посилання є частиною C ++ тільки. Або ви йдете шляхом C ++ і використовуєте std::vectorабоstd::array клас клас для своїх цілей.

Що стосується відредагованої частини: Незважаючи на те, що structце елемент із C, ви визначаєте конструктор та функції оператора, які роблять його C ++ class. Отже, ваш structне збирається в чистому С!