Почему char[] и char* как определения типов различаются, а иногда нет?

В C++, как и в C, параметр, объявленный как тип массива, настраивается (во время компиляции) так, чтобы он имел тип указателя, в частности, указатель на тип элемента массива.

Это происходит независимо от того, указан ли тип массива напрямую или через typedef (помните, что typedef не создает новый тип, а только псевдоним для существующего типа).

Итак, это:

typedef char ar[];
typedef char* pr;
void f2(ar x, pr y)
{
    // ...
}

действительно означает:

void f2(char* x, char* y)
{
    // ...
}

Другое правило, также разделяемое C и C++, заключается в том, что выражение типа массива в большинстве, но не во всех контекстах неявно преобразуется в указатель на первый элемент массива. объект массива. Это означает, что если вы определяете объект массива:

char arr[10];

вы можете использовать имя этого объекта в качестве аргумента функции, которая принимает параметр char* (который теряет информацию о границах).

В C случаи, когда это неявное преобразование не выполняется:

1. Когда выражение массива является операндом sizeof (sizeof arr дает размер массива, а не размер указателя);
2. Когда выражение массива является операндом унарного & (&arr является указателем на массив, а не указателем на указатель); а также
3. Когда выражение массива является строковым литералом, используемым для инициализации объекта типа массива (char s[] = "hello"; инициализирует s как массив, а не как указатель).

Ни один из этих случаев (или других случаев, встречающихся в C++) не появляется в вашей программе, поэтому ваш вызов:

f2(data,ptr);

передает два значения указателя типа char* на f2.

Внутри f2 объекты параметров x и y имеют тип char*, поэтому std::is_same<decltype(x), decltype(y)>::value истинно.

Но типы ar и pr различны. ar — тип неполного массива char[], а pr — тип указателя char*.

Что объясняет вывод вашей программы. Странность возникает из-за того, что параметр x, который вы определили с типом массива ar, на самом деле имеет тип char*, который совпадает с типом pr.

Семейство C передается по значению, а значение C массива является указателем на его первый элемент. Когда вы передаете элемент, объявленный как массив, в функцию, на самом деле передается этот указатель, и C обрабатывает прототип так, как если бы вы объявили его таким образом.

Я изменил код, чтобы мы могли видеть, как вызов f2 меняет тип. Перед вызовом переменные имеют разный тип. После звонка они стали такими же

    typedef char ar[];
typedef char* pr;
void f2(ar x, pr y)
{
    cout << is_same<decltype(x), decltype(y)>::value << '\n'; //same type
}

int main()
{
    ar data = "data";
    pr ptr = data;
    cout << is_same<decltype(data), decltype(ptr)>::value << '\n'; // different
    f2(data,ptr);
    return 0;
}

вывод равен 0 0. Как говорят @jthill, @Dyp и @keith Thompson, это происходит из-за распада массива на указатель.