Разыменование указателя на массив

В отладчике GDB есть такая комнада как ptype, которая показывает тип какого-либо выражения. Она поможет нам разобраться:

(gdb) list
1   #include <iostream>
2   
3   int main()
4   {
5       int array[3] = {1, 2, 3};
6       int (*ptr)[3] = &array;
7   
8       std::cout << *ptr;
9   }
(gdb) ptype array
type = int [3]
(gdb) ptype ptr
type = int (*)[3]
(gdb) ptype *ptr
type = int [3]

Получается, что в строке

std::cout << *ptr;

*ptr — это сам array, который из типа int [3] неявно преобразуется1 в тип int *, т. е. в адрес первого элемента массива.

1. Имеет место array-to-pointer decay.