c++ - 为什么 C 和 C++ 支持结构内数组的成员赋值，但通常不支持？

Question

我了解不支持按成员分配数组，因此以下操作将不起作用:

int num1[3] = {1,2,3};
int num2[3];
num2 = num1; // "error: invalid array assignment"

我只是接受了这个事实，认为该语言的目的是提供一个开放式框架，并让用户决定如何实现诸如数组复制之类的事情。

但是，以下内容确实有效:

struct myStruct { int num[3]; };
struct myStruct struct1 = {{1,2,3}};
struct myStruct struct2;
struct2 = struct1;

数组 num[3] 从其在 struct1 中的实例按成员分配到其在 struct2 中的实例。

为什么结构支持按成员赋值数组，但通常不支持？

编辑:Roger Pate在话题中的评论std::string in struct - Copy/assignment issues?似乎指出了答案的大致方向，但我自己还不足以确认。

edit 2:许多优秀的回复。我选择 Luther Blissett 是因为我主要想知道行为背后的哲学或历史基本原理，但是 James McNellis 对相关规范文档的引用也很有用.

Answer 1

这是我的看法:

C 语言的发展提供了一些关于 C 中数组类型演变的见解:

• http://cm.bell-labs.com/cm/cs/who/dmr/chist.html

我将尝试概述数组的内容:

C 的前身 B 和 BCPL 没有明确的数组类型，声明如下:

auto V[10] (B)
or 
let V = vec 10 (BCPL)

会将 V 声明为一个(无类型)指针，该指针被初始化为指向内存中 10 个“字”的未使用区域。 B 已经使用 * 进行指针取消引用并使用了 [] 简写符号，*(V+i) 表示 V[i ]，就像今天的 C/C++ 一样。但是，V 不是一个数组，它仍然是一个必须指向某个内存的指针。当 Dennis Ritchie 试图用结构类型扩展 B 时，这引起了麻烦。他希望数组成为结构的一部分，就像今天在 C 中一样:

struct {
    int inumber;
    char name[14];
};

但是使用 B,BCPL 将数组作为指针的概念，这将需要 name 字段包含一个指针，该指针必须在运行时初始化到内存结构中 14 个字节的区域。初始化/布局问题最终通过对数组进行特殊处理来解决:编译器将跟踪数组在结构中、堆栈中的位置等，实际上不需要指向数据的指针来实现，除非在涉及数组的表达式中。这种处理使得几乎所有 B 代码仍然可以运行，并且是 “如果你查看它们，数组就会转换为指针” 规则的来源。这是一个兼容性 hack，结果非常方便，因为它允许开放大小的数组等。

下面是我对数组不能赋值的猜测:因为数组是 B 中的指针，你可以简单地写:

auto V[10];
V=V+5;

rebase 一个“数组”。这现在毫无意义，因为数组变量的基数不再是左值。所以这个赋值是不允许的，这有助于捕获少数在声明的数组上执行此 rebase 的程序。。然后这个概念就陷入了困境:由于数组从未被设计为 C 类型系统的一等公民，它们大多被视为特殊的野兽，如果你使用它们就会变成指针。从某种角度来看(忽略了 C 数组是拙劣的 hack)，不允许数组赋值仍然有一定的意义:开放数组或数组函数参数被视为没有大小信息的指针。编译器没有为它们生成数组赋值的信息，并且出于兼容性原因需要指针赋值。为已声明的数组引入数组赋值会通过虚假赋值(a=b 是指针赋值还是元素复制？)和其他麻烦(如何按值传递数组？)引入错误，而没有真正解决问题 - 只是使一切用 memcpy 显式!

/* Example how array assignment void make things even weirder in C/C++, 
   if we don't want to break existing code.
   It's actually better to leave things as they are...
*/
typedef int vec[3];

void f(vec a, vec b) 
{
    vec x,y; 
    a=b; // pointer assignment
    x=y; // NEW! element-wise assignment
    a=x; // pointer assignment
    x=a; // NEW! element-wise assignment
}

当 1978 年的 C 修订版添加了结构赋值 (http://cm.bell-labs.com/cm/cs/who/dmr/cchanges.pdf) 时，这并没有改变。尽管记录在 C 中是不同的类型，但在早期的 K&R C 中不可能对它们进行分配。您必须使用 memcpy 按成员方式复制它们，并且您只能将指向它们的指针作为函数参数传递。赋值(和参数传递)现在被简单地定义为结构原始内存的 memcpy，并且由于这不会破坏现有代码，因此很容易被采用。作为一个意想不到的副作用，这隐含地引入了某种数组赋值，但这发生在结构内部的某个地方，所以这并不能真正引入数组使用方式的问题。