配列の表記vectorと[]の違い

Question

前提・実現したいこと

投げた配列を整頓してくれる関数（sort関数のようなもの）を教科書を見ながら作っています。教科書では配列がint A[]の形で表記されていました。一番上に記したコードで、関数に投げる配列は参照になっていません。
しかし後にvectorで配列を宣言して同様の関数を作ってみたところ、参照にしないと投げた関数は並び替えた形にはなりませんでした。

本来参照にしないと関数に投げた値は変化しないままだと思うのですが、なぜint A[]の配列は参照せずとも中身の配列が入れ替わったのでしょうか？

該当のソースコード

void bubbleSort(int A[]){
 //配列を並び替える操作
}

int main(){
  int A[5] = {5,4,2,1,3};
  bubbleSort(A);
//配列を全て出力{1,2,3,4,5}

return 0;
}

void bubbleSort(vector<int> &A){
 //配列を並び替える操作
}

int main(){
  vector<int> A(5);
  A = {5,4,2,1,3};
  bubbleSort(A);
//配列を全て出力{1,2,3,4,5}

return 0;
}

void bubbleSort(vector<int> A){
 //配列を並び替える操作
}

int main(){
  vector<int> A(5);
  A = {5,4,2,1,3};
  bubbleSort(A);
//配列を全て出力{5,4,2,1,3}

return 0;
}

試したこと

int A[]に参照＆を付けて実行してみましたが、int A[]に参照は付けられないようでエラーになりました。

Answer 1

配列に関する特別なルールです。

• 式の中に現れる配列は (一部の例外を除いて) その配列の先頭要素を指すポインタに暗黙に型変換されます。
• 関数の仮引数に現れる配列形式の宣言はポインタに読み替えられます。

つまり、質問のコードは

void bubbleSort(int* A){
 //配列を並び替える操作
}

int main(){
  int A[5] = {5,4,2,1,3};
  bubbleSort(&A[0]);
//配列を全て出力{1,2,3,4,5}

return 0;
}

と書いたのと全く同じとみなされます。

一見して配列をやりとりしているかのように見えますが、実際にはポインタのやりとりに過ぎず、配列の内容は共有しています。

Comments

[kinnobitou]

"配列は先頭要素を指すポインタに暗黙に型変換されます。"
普通の変数と配列の変数では扱われ方が少し異なるのですね。納得できました。

Answer 2

void bubbleSort(int A[]) で受け取る変数Aは配列の先頭要素へのポインタになります。
そのため、関数内の配列に対する変更は、呼び出し元にも反映されます。

配列とポインタの奇妙な関係 - 苦しんで覚えるC言語

C++ なら生の配列を使う機会はあまりなく、基本的に std::vector を使っておけばよいので、関数内で変更を反映させたい場合は参照渡しにするとよいでしょう。

Comments

[kinnobitou]

リンク先の記事と併せて読み、納得できました。関数にint A[]を投げたときは値がコピーされているのではなく直接その配列の先頭の要素のアドレスが投げられているのですね。だから関数内で投げられた配列と同じメモリ領域に操作が行われると。
vectorと[]には単なる表記の違い以上に大きな違いがあるとわかりました。深夜にも関わらず回答していただきありがとうございました。