C语言多维数组

时间:2022-05-28 清风自在流水潺潺人气:0

一、指向指针的指针

指针的本质是变量

指针会占用一定的内存空间

可以定义指针的指针来保存指针变量的地址值

为什么需要指向指针的指针?

指针在本质上也是变量
对于指针也同样存在传值调用与传址调用

下面看一个重置动态空间大小（从 size 到 new_size）的代码：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
 
int reset(char** p, int size, int new_size)
{
    int ret = 1;
    int i = 0;
    int len = 0;
    char* pt = NULL;
    char* tmp =  NULL;
    char* pp = *p;
    
    if ((p != NULL) && (new_size > 0))
    {
        pt = (char*)malloc(new_size);
        tmp = pt;
        len = (size < new_size) ? size : new_size;
        for(i = 0; i < len; i++)
        {
            *tmp++ = *pp++;
        }
        free(*p);
        *p = pt;
    }
    else
    {
        ret = 0;
    }
    return ret;
}
 
int main()
{
    char* p = (char*)malloc(5);
    printf("%p\n", p);
    if(reset(&p, 5, 3))
    {
        printf("%p\n", p);
    }
    
   free(p);
   
   return 0;
}

输出结果如下：

简单来说逻辑是这样：新申请内存空间，然后复制原来内存空间里面的值到新的内存空间，然后释放之前的内存空间。

二、二维数组与二维指针

二维数组在内存中以一维的方式排布
二维数组中的第一维是一维数组
二维数组中的第二维才是具体的值
二维数组的数组名可看做常量指针

如下：

下面看一个遍历二维数组的示例：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
 
void printArray(int a[], int size)
{
    int i = 0;
    
    printf("printArray: %d\n", sizeof(a));
 
    for(i = 0; i < size; i++)
    {
        printf("%d\n", a[i]);
    }
}
 
int main()
{
    int a[3][3] = {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}};
    int* p = &a[0][0];
    
    int i = 0;
    int j = 0;
    
    for(i = 0; i < 3; i++)
    {
        for(j = 0; j < 3; j++)
        {
            printf("%d, ", *(*(a+i) + j));
        }
        
        printf("\n");
    }
    
    printf("\n");
    
    printArray(p, 9);
    
    return 0;
}

输出结果如下：

*(*(a + i) + j) 的问题：

假设int a[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}}, b=*(*(a + 1) + 1);

a 是二维数组，表示二维数组 a 的地址，a[0]、a[1]可看作是 2 个一维数组，分别是一维数组 a[0]、a[1] 的地址，a[0] 的值为{1,2,3}，a[1] 的值为{4,5,6}。a、a[0]、*a 都是 a[0] 的地址，a + 1、a[1]、*(a + 1)都是 a[1] 的地址。

看下面的例子就明白了：

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
    int a[3][3] = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    };
    printf("%p %p %p %p\n", &a[0][0], a, a[0], *a);
    printf("%p %p %p %p %p\n", &a[0][0] + 1, a + 1, a[1], *(a + 1), &a[1][0]);
    printf("%p %p %p %p\n", (a + 1) + 1, a + 1 + 1, &a[1][1], &a[2][0]);
    printf("%d %d\n", *(*(a + 1) + 1), a[1][1]);
    return 0;
}
 
/*
    &a[0][0], a, a[0], *a 这四个地址值相同，都是指 a[0][0] 的地址
    a + 1, a[1], *(a + 1) 这三个地址值相同，都是指 a[1][0] 的地址
    &a[0][0] + 1 的值与 a + 1 的值不相同，前者表示的是 a[0][1]的地址，后者表示的是 a[1][0] 的地址
    a + 1, a[1], *(a + 1) 的值一样，都是代表 a[1][0] 的地址
    a[1] + 1, *(a + 1) + 1 代表 a[1][1] 的地址
    a + 1 + 1 代表的是 a[2][0] 的地址
    可以这么理解：
    a[1] 和 *(a + 1) 地址相同(二维数组中，a[1]里面存放的值和 a[1] 的地址相同，这与一维数组不同)
    当对 a[1] 和 *(a + 1) 进行操作时，如 a[1] + 1 或者 *(a + 1) + 1，相当于固定第二行，开始进行列的偏移操作
    但是单独对 a 进行操作时，如 a + 1 + 1，这就是行数固定到第三行，取的地址就是 a[2][0]
*/

输出结果如下:

三、数组名

—维数组名代表数组首元素的地址，如 int a[5]; a 的类型为 int*
二维数组名同样代表数组首元素的地址，如 int m[2][5]; m 的类型为 int(*)[5]

结论：

二维数组名可以看做是指向数组的常量指针
二维数组可以看做是一维数组
二维数组中的每个元素都是同类型的一维数组

下面看一个动态申请二维数组的示例：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
 
int** malloc2d(int row, int col)
{
    int** ret = NULL;
    
    if( (row > 0) && (col > 0) )
    {
        int* p = NULL;
        
        ret = (int**)malloc(row * sizeof(int*));
        p = (int*)malloc(row * col * sizeof(int));
        
        if( (ret != NULL) && (p != NULL) )
        {
            int i = 0;
            
            for(i = 0; i < row; i++)
            {
                ret[i] = p + i * col;
            }
        }
        else
        {
            free(ret);
            free(p);
            
            ret = NULL;
        }
        
    }
    
    return ret;
}
 
void free2d(int** p)
{
    if( *p != NULL )
    {
        free(*p);
    }
    
    free(p);
}
 
int main()
{
    int** a = malloc2d(3, 3);
    int i = 0;
    int j = 0;
    
    for(i = 0; i < 3; i++)
    {
        for(j = 0; j < 3; j++)
        {
            printf("%d, ", a[i][j]);
        }
        
        printf("\n");
    }
    
    free2d(a);
    
    return 0;
}

输出结果如下：

四、小结

C 语言中只支持一维数组 C 语言中只支持一维数组
C 语言中的数组大小必须在编译期就作为常数确定
C 语言中的数组元素可是任何类型的数据
C 语言中的数组的元素可以是另一个数组

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C语言 多维数组

一、指向指针的指针

二、二维数组与二维指针

三、数组名

四、小结

C语言多维数组