配列へのポインタと配列へのリファレンス

2005年12月19日

配列へのポインタと配列へのリファレンス

C/C++ のあまり使われない機能に、配列へのポインタと配列へのリファレンスがあります。ここでは、それらがどのようなものかまとめたいと思います。

配列へのポインタ

C 言語には配列の先頭要素へのポインタとは別に配列へのポインタが存在します。。プログラミング言語Cの 5.7 に多次元配列を受け取る関数の例が載っています。

次のプログラムではサイズ 256 の char 型の配列を作り、その配列へのポインタ p を作っています。++p を実行すると p の指すアドレスは 256 バイト分進みます。

#include <stdio.h>
int main() {
    char foo[256];
    char (*p)[sizeof(foo)] = &foo;
    printf("%p\n", p);
    ++p;
    printf("%p\n", p);  // 256 バイト分進む
    return 0;
}

配列へのリファレンス

C++ には配列へのリファレンスがあります。通常、配列のデータを関数に渡すときはポインタと長さで渡したり、末尾に番兵を添えてポインタで渡したりしますが、C++ では配列へのリファレンスを使う方法もあります。

次のプログラムでは "abc" という文字列の配列 foo を作り、その配列へのリファレンス ref を作っています。ref[0] を書き換えると foo の1文字目が書き換わります。

#include <stdio.h>
int main() {
    char foo[] = "abcdef";
    char (&ref)[sizeof(foo)] = foo;
    ref[0] = 'A';
    printf("%s\n", foo);  // "Abcdef" が表示される
    printf("%d\n", sizeof(ref));  // これは 7
    return 0;
}

まとめ

どちらの機能も使う機会はそれほどなさそうですが、覚えておくといざというときに役立つかもしれません。これは万能の言い訳、「覚えておくといざというときに役立つかもしれない、という口実で雑多な知識を吸収してしまう」の法則という気もしますが、いざというときの一例がみつかりました。

この例では、配列へのリファレンスとテンプレートを組み合わせて、文字列へのハッシュ関数の適用をコンパイル時に行っています。コンパイラの最適化により、文字列の長さと同じ数だけ生成されるはずのテンプレート関数はすべて消えて整数値 (この場合 1064) だけが残る仕組みです。覚えておくといざというときに役に立ちそうですね。

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2005年12月19日