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C語(yǔ)言詳細(xì)講解多維數(shù)組與多維指針

更新時(shí)間：2022年04月18日 15:12:35 作者：清風(fēng)自在流水潺潺

C 語(yǔ)言中的多維數(shù)組（multidimensional array）其實(shí)就是元素為數(shù)組的數(shù)組。多維指針根據(jù)聲明的維數(shù)需要進(jìn)行多次地址轉(zhuǎn)換才能夠取到目標(biāo)數(shù)據(jù)。但指針作為數(shù)據(jù)變量，可以多次賦值，使其成為對(duì)數(shù)組操作訪問(wèn)的一大利器，所以指針和數(shù)組的結(jié)合才是重中之重

一、指向指針的指針

指針的本質(zhì)是變量

指針會(huì)占用一定的內(nèi)存空間

可以定義指針的指針來(lái)保存指針變量的地址值

為什么需要指向指針的指針?

指針在本質(zhì)上也是變量
對(duì)于指針也同樣存在傳值調(diào)用與傳址調(diào)用

下面看一個(gè)重置動(dòng)態(tài)空間大?。◤?size 到 new_size）的代碼：

#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;
}

輸出結(jié)果如下：

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)邏輯是這樣：新申請(qǐng)內(nèi)存空間，然后復(fù)制原來(lái)內(nèi)存空間里面的值到新的內(nèi)存空間，然后釋放之前的內(nèi)存空間。

二、二維數(shù)組與二維指針

二維數(shù)組在內(nèi)存中以一維的方式排布
二維數(shù)組中的第一維是一維數(shù)組
二維數(shù)組中的第二維才是具體的值
二維數(shù)組的數(shù)組名可看做常量指針

如下：

下面看一個(gè)遍歷二維數(shù)組的示例：

#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;
}

輸出結(jié)果如下：

*(*(a + i) + j) 的問(wèn)題：

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

a 是二維數(shù)組，表示二維數(shù)組 a 的地址，a[0]、a[1]可看作是 2 個(gè)一維數(shù)組，分別是一維數(shù)組 a[0]、a[1] 的地址，a[0] 的值為{1,2,3}，a[1] 的值為{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 這四個(gè)地址值相同，都是指 a[0][0] 的地址
    a + 1, a[1], *(a + 1) 這三個(gè)地址值相同，都是指 a[1][0] 的地址
    &a[0][0] + 1 的值與 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) 的值一樣，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
    可以這么理解：
    a[1] 和 *(a + 1) 地址相同(二維數(shù)組中，a[1]里面存放的值和 a[1] 的地址相同，這與一維數(shù)組不同)
    當(dāng)對(duì) a[1] 和 *(a + 1) 進(jìn)行操作時(shí)，如 a[1] + 1 或者 *(a + 1) + 1，相當(dāng)于固定第二行，開(kāi)始進(jìn)行列的偏移操作
    但是單獨(dú)對(duì) a 進(jìn)行操作時(shí)，如 a + 1 + 1，這就是行數(shù)固定到第三行，取的地址就是 a[2][0]
*/

輸出結(jié)果如下:

三、數(shù)組名

—維數(shù)組名代表數(shù)組首元素的地址，如 int a[5]; a 的類型為 int*
二維數(shù)組名同樣代表數(shù)組首元素的地址，如 int m[2][5]; m 的類型為 int(*)[5]

結(jié)論：

二維數(shù)組名可以看做是指向數(shù)組的常量指針
二維數(shù)組可以看做是一維數(shù)組
二維數(shù)組中的每個(gè)元素都是同類型的一維數(shù)組

下面看一個(gè)動(dòng)態(tài)申請(qǐng)二維數(shù)組的示例：

#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;
}

輸出結(jié)果如下：