C++ 数组名是常指针吗 C++数组衰变与指针区别解析【理论】

数组名不是指针，更非“常指针”；其类型为int[5]，sizeof(arr)返回整个数组字节数，&arr类型为int(*)[5]，与指针类型有本质区别。

数组名不是指针，更不是“常指针”——但绝大多数时候它会自动变成 int* 类型的右值

这是最常被误传的结论。很多教材说“数组名是常量指针”，但它在 c++ 类型系统里根本就不是指针类型。证据很直接：sizeof(arr) 返回的是整个数组字节数，而 sizeof(p)（p 是 int*）永远是 8（64 位平台）；对数组取地址：&arr 的类型是 int(*)[5]（指向含 5 个 的数组），不是 int**。这些行为只有原生数组类型才能解释。

真正发生的是「数组衰变」（array decay）：在绝大多数表达式语境中（如赋值、传参、算术运算），数组名会隐式转换为指向首元素的指针——而且是纯右值（prvalue），不能取地址、不可自增、不可赋值。它不是变量，也不占用存储空间。

• int arr[5] = {1,2,3,4,5}; → arr 本身是类型 int[5]
• int* p = arr; → 这里 arr 衰变为 int* 右值，再初始化 p
• arr++; → 编译错误：lvalue required as increment operand（arr 不是左值）
• &arr 和 &arr[0] 地址数值相同，但类型不同、+1 偏移量不同

什么时候数组名不会衰变？——三个关键例外场景

理解衰变的“例外”，才能真正掌控数组类型。这三点直接影响模板推导、函数重载和 sizeof 行为：

• sizeof(arr)：返回 5 * sizeof(int)，而非 sizeof(int*)
• &arr：得到类型为 int(*)[5] 的指针，(&arr) + 1 指向内存中下一个“5元组”起始位置（偏移 5*sizeof(int)）
• 作为函数形参时用引用语法：void f(int (&a)[5]) —— 此时 a 是数组引用，不衰变，能保尺寸、可传入 sizeof

漏掉这些例外，写泛型代码或封装数组工具时就会意外丢失维度信息，比如把 std::array 当成裸数组用却得不到编译期长度。

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为什么 int* p = arr; 看起来像“数组名是指针”？——衰变 vs 显式声明的本质区别

这个赋值之所以成立，是因为编译器插入了隐式转换，不是因为 arr 本身就是指针。对比下面两行：

int arr[3] = {1,2,3}; int* p = arr;        // ✅ 合法：arr 衰变为 int* 右值，用于初始化 p int* q = &arr;       // ❌ 错误：&arr 类型是 int(*)[3]，不能隐式转为 int*

关键差异点：

• p 是变量，可修改（p++、p = &arr[2]）；arr 本身不可修改、不可取地址（作为左值）
• arr[2] 是语法糖，等价于 *((arr) + 2) —— 注意括号：先衰变，再指针加法
• 传递给函数时，void f(int* x) 接收的是衰变后的指针，完全丢失数组长度；而 void f(int (&x)[5]) 或 template void f(int (&x)[N]) 才真正保留数组身份

实际踩坑：二维数组传参与 int (*)[N] 指针的必要性

当你写 void process(int mat[][4])，其实等价于 void process(int (*mat)[4]) —— 这里必须提供列数，因为编译器需要知道每行占多少字节来计算 mat+1 的偏移。如果只写 int** mat，你就失去了连续内存布局保证，也无法用 mat[i][j] 安全访问（除非手动分配成指针数组）。

• 正确方式（栈上二维数组）：int grid[3][4]; process(grid);，形参必须是 int (*m)[4] 或 int m[][4]
• 错误直觉：int** p = grid; → 编译失败：类型不匹配
• 衰变只到“首元素”层级：二维数组 int a[2][3] 的首元素是 int[3]，所以衰变成 int (*)[3]，不是 int**

这种类型细节在对接 C 风格 API 或做高性能数值计算时无法绕过——以为“数组名就是指针”而强行用 int* 接收二维数组，轻则越界读写，重则静默 UB。