【C++】定义返回数组指针的函数

我们知道，不能直接将数组的内容拷贝给其他数组作为其初始值，也不能用数组为其他数组赋值，因此，函数无法直接返回一个数组，不过，函数可以返回一个数组的指针或者引用。
【注】一些编译器支持数组的赋值，但最好避免使用非标准特性，以防止程序在其他编译器上无法正常工作。
这里给出四种方式，用于定义一个返回数组指针的函数，其中第三和第四种方式需要支持 C++11。

一. 朴素定义

朴素定义是我自己起的一个名字。。。就是指一个毫无技巧、粗暴地结合函数的定义和数组的定义的定义形式：

// 函数定义
ReturnT Func(parms) {
	// function body
}

// 数组定义
ElemT arr[dim];

// 返回数组指针
ElemT (*Func(parms))[dim] {
	// function body
}

这个定义看起来略微复杂且毫无美感，如果觉得上面的定义十分混乱难以理解，可以试着按照以下的步骤来阅读这个糟糕的定义：

• Func(parms) 定义了一个函数；
• (*Func(parms)) 表示可以对函数的结果进行解引用，请不要忘记最外面这一层括号，这是必须要有的！如果没有这对括号，函数的返回类型将是指针的数组！
• (*Func(parms))[dim] 表示对函数的结果进行解引用，将会得到一个数组；
• ElemT (*Func(parms))[dim] 表示数组中元素的类型是 ElemT。
  上面的步骤看起来有点繁琐，也显得不够简洁。幸运的是，C++ 支持使用类型别名来简化上面的定义。

二. 使用类型别名

正如上面所说的，想要直接定义一个返回数组的指针或引用的函数相当繁琐，而使用类型别名恰好可以简化可以简化这一任务。类型别名可以视为某一类型的同义词，它可以让复杂的名字变得简单明了和易于使用。

typedef T ArrT[dim];
using ArrT T[dim];	// c++11
// func 返回一个指向含有 dim 个元素的数组的指针
// 数组中元素的类型为 T
ArrT *Func(parms) {
	// function body
}

从上面的定义中可以看到，使用类型别名确实可以让代码看起来干净简洁易于理解和使用。

三. 使用 auto 和尾置返回类型

C++11 引入了 auto 类型说明符，可以让编译器通过初始值来推算变量的类型。C++11 也支持尾置返回类型，用法是在形参列表后面用一个 “->” 后跟随一个类型，以此表示函数真正的返回类型跟在形参列表之后，而在前面本该放置函数返回类型的的地方放置一个 auto。

auto Func(parms) -> ReturnT {
	// function body
}

任何函数的定义都可以使用尾置返回类型，但是这种定义形式对于复杂返回类型最为有效。（内在基础类型和类类型也可以用，但是一般情况下没必要且意义不大）
使用 auto 和尾置返回类型来定义返回数组指针的函数是另一个不错的思路：

// 也请不要忘记这里的括号，这很重要！！
auto Func(parts) -> T(*)[dim] {
	// function body
}

四. 使用 decltype

C++11 引用了第二种类型说明符 decltype，用于选择并返回操作数的数据类型。

T tval;
decltype(tval) val;	// val 的数据类型是 T

因此，我们可以使用 decltype 来声明返回数组指针的函数，只要我们已经有了一个指向数组的指针对象。

T arr[dim];

decltype(arr) *Func(parms) {
	// function body
}

需要注意的是，decltype 并不会把数组转换成对应的指针，因此 decltype 的结果是个数组，即 T[arr]，但是我们需要的是一个指向数组的指针，因此在函数声明时要加一个 * 符号。