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8.9C语言指针与二维数组

作者: 文盲妞 来源: 怪哈哈网 日期: 2015-09-29 10:15:43 人气: -

设有整型二维数组a[3][4]如下:

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

它的定义为:

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

二维数组在概念上是二维的,但在内存中地址是连续的,也就是说内存单元是按一维线性排列的。在C语言中,二维数组是按行排列的。也就是先存放a[0]行, 再存放a[1]行,最后存放a[2]行;每行中的四个元素也是依次存放。数组a为int类型,每个元素占用4个字节,整个数组共占用4×(3×4)=48 个字节。

C语言允许把一个二维数组分解为多个一维数组来处理。因此数组a可分解为三个一维数组,即a[0]、a[1]、a[2]。每一个一维数组又含有四个元素,例如a[0]数组,含有a[0][0],a[0][1],a[0][2],a[0][3]四个元素。

设数组a的首地址为1000,那么每个一维数组的首地址如下图所示:



a是二维数组名,a代表整个二维数组的首地址,也是二维数组0行的首地址,等于1000。a+1代表第一行的首地址,等于1016。如图:


a[0]是第一个一维数组的数组名和首地址,因此也为1000。*(a+0)或*a是与 a[0] 等效的, 它表示一维数组a[0]中第 0 个元素的首地址,也为1000。&a[0][0]是二维数组a的0行0列元素首地址,同样是1000。因此,a、a[0]、* (a+0)、*a、&a[0][0]是相等的。

同理,a+1是二维数组1行的首地址,等于1016。a[1]是第二个一维数组的数组名和首地址,因此也为1016。&a[1][0]是二维数组a的1行0列元素地址,也是1016。因此a+1、a[1]、*(a+1)、&a[1][0]是等同的。

由此可得出:a+i,a[i],*(a+i),&a[i][0]是等同的。

此外,&a[i]和a[i]也是等同的。因为在二维数组中不能把&a[i]理解为元素a[i]的地址,不存在元素a[i]。C语言规定, 它是一种地址计算方法,表示数组a第i行首地址。由此,我们得出:a[i],&a[i],*(a+i)和a+i也都是等同的。

另外,a[0]也可以看成是a[0]+0,是一维数组a[0]的0号元素的首地址,而a[0]+1则是a[0]的第1个元素首地址,由此可得出a[i]+j则是一维数组a[i]的j号元素首地址,它等于&a[i][j]。

由a[i]=*(a+i)得a[i]+j=*(a+i)+j。由于*(a+i)+j是二维数组a的i行j列元素的首地址,所以,该元素的值等于*(*(a+i)+j)。

【示例】二维数组举例。

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

  9. printf("a+1=%d,",a+1);
  10. printf(" *(a+1)=%d,",*(a+1));
  11. printf(" a[1]=%d,",a[1]);
  12. printf(" &a[1]=%d,",&a[1]);
  13. printf(" &a[1][0]=%d\n",&a[1][0]);

  14. printf("a+2=%d,",a+2);
  15. printf(" *(a+2)=%d,",*(a+2));
  16. printf(" a[2]=%d,",a[2]);
  17. printf(" &a[2]=%d,",&a[2]);
  18. printf(" &a[2][0]=%d\n\n",&a[2][0]);

  19. printf("   a[1]+1=%-8d,",a[1]+1);
  20. printf("    *(a+1)+1=%-8d\n",*(a+1)+1);
  21. printf("*(a[1]+1)=%-8d,",*(a[1]+1));
  22. printf(" *(*(a+1)+1)=%-8d\n",*(*(a+1)+1));

  23. return 0;
  24. }

运行结果:

  a=2686736,     *a=2686736, a[0]=2686736, &a[0]=2686736, &a[0][0]=2686736
a+1=2686752, *(a+1)=2686752, a[1]=2686752, &a[1]=2686752, &a[1][0]=2686752
a+2=2686768, *(a+2)=2686768, a[2]=2686768, &a[2]=2686768, &a[2][0]=2686768

   a[1]+1=2686756 ,    *(a+1)+1=2686756
*(a[1]+1)=5       , *(*(a+1)+1)=5

指针数组

指针数组中每个元素的值都为指针。一般的定义形式为:

数据类型 *数组名[数组长度];

用 pa 表示上面的二维数组:

int *pa[3] = { a[0], a[1], a[2] };

pa是一个指针数组,它有3个元素,每个元素值都是一个指针,指向整型变量。

【示例】指针数组的简单应用。

  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3. int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
  4. int *pa[3]={a[0], a[1], a[2]};  //也可以不指定长度,写作 int*pa[]
  5. int *p=a[0];  //整型指针

  6. printf("%d, %d, %d\n", a[1][2], *a[1], *(*(a+1)+2));
  7. printf("%d, %d, %d\n", *pa[1], p[2], *(p+2));

  8. return 0;
  9. }

运行结果:
6, 4, 6
4, 2, 2

pa是一个指针数组,三个元素分别指向二维数组a的各行。其中*a[1]表示1行0列元素值;*(*(a+1)+2)表示1行2列的元素值;*pa[1]表示1行0列元素值;由于p与a[0]相同,故p[2]表示0行2列的值;*(p+2)表示0行2列的值。

拓展阅读
一道题目,玩转C语言指针数组和指向指针的指针

指向二维数组的指针(选读)

把上面的二维数组a分解为一维数组a[0]、a[1]、a[2]之后,设p为指向二维数组的指针变量,可定义为:

int (*p)[4];

它表示p是一个指针变量,它指向包含4个元素的一维数组。若指向第一个一维数组a[0],其值等于a,a[0],或&a[0][0]等。而p+i 则指向一维数组a[i]。从前面的分析可得出*(p+i)+j是二维数组i行j 列的元素的地址,而*(*(p+i)+j)则是i行j列元素的值。

二维数组指针变量定义的一般形式为:

数据类型  (*指针变量名)[长度];

*表示其后的变量是指针类型,长度表示二维数组分解为多个一维数组时,一维数组的长度,也就是二维数组的列数。应注意(*指针变量名)两边的括号不可少,如缺少括号则表示是指针数组,意义就完全不同了。

【示例】输出二维数组。

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

  11. return 0;
  12. }

运行结果:

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

指针数组和二维数组指针变量的区别

两者虽然都可用来表示二维数组,但是其表示方法和意义是不同的。

二维数组指针变量是单个的变量,其一般形式中(*指针变量名)两边的括号不可少。而指针数组类型表示的是多个指针(一组有序指针)在一般形式中*指针数组名两边不能有括号。例如:

int (*p)[3];

表示一个指向二维数组的指针变量。该二维数组的列数为3或分解为一维数组的长度为3。

int *p[3];

表示p是一个指针数组,有三个下标变量p[0],p[1],p[2]均为指针变量。


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