面试题：C++ 中二维数组作为函数参数的常见传递方式及区别

Question

在C++ 中，若要将二维数组作为参数传递给函数，有哪些常见的传递方式？请分别举例说明，并阐述它们之间的区别。

Answer 1

在C++ 中，将二维数组作为参数传递给函数常见的方式有以下几种：

1. 使用数组指针

#include <iostream>

void printArray(int (*arr)[3], int rows) {
    for (int i = 0; i < rows; ++i) {
        for (int j = 0; j < 3; ++j) {
            std::cout << arr[i][j] << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
}

int main() {
    int arr[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
    printArray(arr, 2);
    return 0;
}

这里int (*arr)[3]表示arr是一个指向包含3个int类型元素的数组的指针。必须指定第二维的大小，因为编译器需要知道如何计算偏移量来访问数组元素。

2. 使用指针的指针（不太推荐，但可以实现）

#include <iostream>

void printArray(int **arr, int rows, int cols) {
    for (int i = 0; i < rows; ++i) {
        for (int j = 0; j < cols; ++j) {
            std::cout << arr[i][j] << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
}

int main() {
    int **arr = new int*[2];
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        arr[i] = new int[3];
        for (int j = 0; j < 3; ++j) {
            arr[i][j] = i * 3 + j + 1;
        }
    }
    printArray(arr, 2, 3);

    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        delete[] arr[i];
    }
    delete[] arr;
    return 0;
}

这种方式在内存管理上更复杂，因为需要手动分配和释放内存。并且它与传统的二维数组布局有所不同，传统二维数组是连续存储的，而这种方式每个一维数组可能在不同的内存位置。

3. 使用std::vector

#include <iostream>
#include <vector>

void printArray(const std::vector<std::vector<int>>& arr) {
    for (const auto& row : arr) {
        for (int num : row) {
            std::cout << num << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
}

int main() {
    std::vector<std::vector<int>> arr = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
    printArray(arr);
    return 0;
}

使用std::vector的好处是内存管理更加方便和安全，std::vector会自动处理内存的分配和释放。它也更具灵活性，可以动态改变大小。但性能上可能会有一些额外开销，尤其是在频繁插入和删除元素时。

区别

• 数组指针：语法相对简洁，与传统二维数组存储方式一致，适合处理固定大小的二维数组，编译器能更好地进行优化，但需要明确指定第二维大小。
• 指针的指针：灵活性较高，可以动态分配不同大小的一维数组，但内存管理复杂，容易出现内存泄漏，并且不具备连续存储的优势，可能影响缓存命中率。
• std::vector：内存管理自动化，安全性高，可动态改变大小，适用于需要灵活调整大小的场景，但有一定的性能开销，尤其在处理大量数据时。