C++原生多维数组内存连续性及sizeof等相关技术问询

已知嵌套std::array无法保证内存严格连续（子数组末尾可能存在填充），针对原生多维数组的三个问题，结合C++标准（ISO/IEC JTC1 SC22 WG21 N4860）明确解答如下：

1. 原生多维数组的内存大小是否等于所有元素大小之和？ #

是。C++标准强制规定，数组的元素是紧密连续存储的，元素之间不存在填充（padding）。原生多维数组本质是“数组的数组”，比如uint8_t A[3][7]是一个包含3个uint8_t[7]元素的数组：

• sizeof(uint8_t[7])等于7 * sizeof(uint8_t)（内部数组无填充）
• sizeof(A)等于3 * sizeof(uint8_t[7])，即3*7*sizeof(uint8_t)

即使是对齐要求更高的类型（如int A[3][7]），结果依然成立：数组元素（这里是int[7]）之间无填充，总大小就是元素个数乘以单个元素大小的乘积。标准§9.3.3.4的“典型实现”注释仅为举例说明，正文规则是所有符合标准的实现必须遵守的强制要求。

2. 指针遍历整个多维数组的代码是否合法？ #

合法。原生多维数组的所有元素在内存中是连续的序列：第一个子数组的最后一个元素之后，紧接着第二个子数组的第一个元素，以此类推。

代码中&A[0][0]获取到数组第一个元素的地址，随后通过指针递增遍历3*7个uint8_t元素的操作完全符合标准：只要指针始终指向数组范围内的元素，这种遍历就是合法的。即使是其他类型的多维数组，只要遍历的元素总数正确，这种方式也合法（前提是类型的内存表示允许逐元素访问，uint8_t显然满足）。

3. 使用std::memset初始化整个多维数组是否合法？ #

合法。当A作为参数传递给std::memset时，会隐式转换为指向数组第一个元素的指针（uint8_t(*)[7]），而std::memset的第一个参数接受void*，类型转换安全。

sizeof(uint8_t)*3*7正好等于整个数组的内存大小，因此memset会准确覆盖数组的所有字节。对于uint8_t类型来说，用memset设置为0完全安全，不会破坏任何类型的内存表示。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Oersted