二維數(shù)組

二維數(shù)組在概念上是二維的，有行和列，但在內(nèi)存中所有的數(shù)組元素都是連續(xù)排列的，它們之間沒(méi)有“縫隙”。以下面的二維數(shù)組 a 為例：

int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3}, {4, 5, 6, 7}, {8, 9, 10, 11} };

從概念上理解，a 的分布像一個(gè)矩陣：

0 1 2 3
4 5 6 7
8 9 10 11

但在內(nèi)存中，a 的分布是一維線性的，整個(gè)數(shù)組占用一塊連續(xù)的內(nèi)存：

C語(yǔ)言中的二維數(shù)組是按行排列的，也就是先存放 a[0] 行，再存放 a[1] 行，最后存放 a[2] 行；每行中的 4 個(gè)元素也是依次存放。數(shù)組 a 為 int 類型，每個(gè)元素占用 4 個(gè)字節(jié)，整個(gè)數(shù)組共占用 4×(3×4) = 48 個(gè)字節(jié)。

C語(yǔ)言允許把一個(gè)二維數(shù)組分解成多個(gè)一維數(shù)組來(lái)處理。對(duì)于數(shù)組 a，它可以分解成三個(gè)一維數(shù)組，即 a[0]、a[1]、a[2]。每一個(gè)一維數(shù)組又包含了 4 個(gè)元素，例如 a[0] 包含 a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]。

假設(shè)數(shù)組 a 中第 0 個(gè)元素的地址為 1000，那么每個(gè)一維數(shù)組的首地址如下圖所示：

為了更好的理解指針和二維數(shù)組的關(guān)系，我們先來(lái)定義一個(gè)指向 a 的指針變量 p：

int (*p)[4] = a;

括號(hào)中的*表明 p 是一個(gè)指針，它指向一個(gè)數(shù)組，數(shù)組的類型為int [4]，這正是 a 所包含的每個(gè)一維數(shù)組的類型。

[ ]的優(yōu)先級(jí)高于*，( )是必須要加的，如果寫(xiě)作int *p[4]，那么應(yīng)該理解為int *(p[4])，p 就成了一個(gè)指針數(shù)組，而不是二維數(shù)組指針。

對(duì)指針進(jìn)行加法（減法）運(yùn)算時(shí)，它前進(jìn)（后退）的步長(zhǎng)與它指向的數(shù)據(jù)類型有關(guān)，p 指向的數(shù)據(jù)類型是int [4]，那么p+1就前進(jìn) 4×4 = 16 個(gè)字節(jié)，p-1就后退 16 個(gè)字節(jié)，這正好是數(shù)組 a 所包含的每個(gè)一維數(shù)組的長(zhǎng)度。也就是說(shuō)，p+1會(huì)使得指針指向二維數(shù)組的下一行，p-1會(huì)使得指針指向數(shù)組的上一行。

數(shù)組名 a 在表達(dá)式中也會(huì)被轉(zhuǎn)換為和 p 等價(jià)的指針！

下面我們就來(lái)探索一下如何使用指針 p 來(lái)訪問(wèn)二維數(shù)組中的每個(gè)元素。按照上面的定義：

1) p指向數(shù)組 a 的開(kāi)頭，也即第 0 行；p+1前進(jìn)一行，指向第 1 行。

2) *(p+1)表示取地址上的數(shù)據(jù)，也就是整個(gè)第 1 行數(shù)據(jù)。注意是一行數(shù)據(jù)，是多個(gè)數(shù)據(jù)，不是第 1 行中的第 0 個(gè)元素，下面的運(yùn)行結(jié)果有力地證明了這一點(diǎn)：

#include<stdio.h>
intmain(){
int a[3][4]={{0,1,2,3},{4,5,6,7},{8,9,10,11}};
int(*p)[4]= a;
printf("%d\n",sizeof(*(p+1)));
return0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

16

3) *(p+1)+1表示第 1 行第 1 個(gè)元素的地址。如何理解呢？

*(p+1)單獨(dú)使用時(shí)表示的是第 1 行數(shù)據(jù)，放在表達(dá)式中會(huì)被轉(zhuǎn)換為第 1 行數(shù)據(jù)的首地址，也就是第 1 行第 0 個(gè)元素的地址，因?yàn)槭褂谜袛?shù)據(jù)沒(méi)有實(shí)際的含義，編譯器遇到這種情況都會(huì)轉(zhuǎn)換為指向該行第 0 個(gè)元素的指針；就像一維數(shù)組的名字，在定義時(shí)或者和 sizeof、& 一起使用時(shí)才表示整個(gè)數(shù)組，出現(xiàn)在表達(dá)式中就會(huì)被轉(zhuǎn)換為指向數(shù)組第 0 個(gè)元素的指針。

4) *(*(p+1)+1)表示第 1 行第 1 個(gè)元素的值。很明顯，增加一個(gè) * 表示取地址上的數(shù)據(jù)。

根據(jù)上面的結(jié)論，可以很容易推出以下的等價(jià)關(guān)系：

a+i == p+i
a[i] == p[i] == *(a+i) == *(p+i)
a[i][j] == p[i][j] == *(a[i]+j) == *(p[i]+j) == *(*(a+i)+j) == *(*(p+i)+j)

【實(shí)例】使用指針遍歷二維數(shù)組。

#include<stdio.h>
intmain(){
int a[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
int(*p)[4];
int i,j;
    p=a;
for(i=0; i<3; i++){
for(j=0; j<4; j++)printf("%2d  ",*(*(p+i)+j));
printf("\n");
}
return0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

0 1 2 3
4 5 6 7
8 9 10 11

指針數(shù)組和二維數(shù)組指針的區(qū)別

指針數(shù)組和二維數(shù)組指針在定義時(shí)非常相似，只是括號(hào)的位置不同：

int*(p1[5]);//指針數(shù)組，可以去掉括號(hào)直接寫(xiě)作 int *p1[5];
int(*p2)[5];//二維數(shù)組指針，不能去掉括號(hào)

指針數(shù)組和二維數(shù)組指針有著本質(zhì)上的區(qū)別：指針數(shù)組是一個(gè)數(shù)組，只是每個(gè)元素保存的都是指針，以上面的 p1 為例，在32位環(huán)境下它占用 4×5 = 20 個(gè)字節(jié)的內(nèi)存。二維數(shù)組指針是一個(gè)指針，它指向一個(gè)二維數(shù)組，以上面的 p2 為例，它占用 4 個(gè)字節(jié)的內(nèi)存。