【C】 34_多维数组和多维指针

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

void code()
{
    int i = 0;
    int* p = NULL;
    int** pp = NULL;
    
    pp = &p;
    
    *pp = &i;
    
    return 0;
}

问题

• 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

实例分析： 重置动态空间大小

#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);    // 1. new_size 内存申请
        
        tmp = pt;
        
        len = (size < new_size) ? size : new_size;
        
        for(i=0; i<len; i++)            // 2. 原始值拷贝
        {
            *tmp++ = *pp++;
        }
        
        free(*p);                       // 3. 释放原始内存
        *p = pt;                        // 4. 重置指针，改变指针的指向
    }
    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：
0x933f008
0x933f018

二维数组与二级指针

• 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【概念上】
• 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作常量指针

实例分析： 遍历二维数组

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

void printArray(int a[], int size)
{
    int i = 0;
    
    printf("printfArray: %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));  // *(a+i) ==> a[i], *(a[i] + j) ==> a[i][j] 
        }
        printf("\n");
    }
    
    printf("\n");
    
    printArray(p, 9);

    return 0;
}

输出：
0, 1, 2, 
3, 4, 5, 
6, 7, 8, 

printfArray: 4
0
1
2
3
4
5
6
7
8

数组名

• 一维数组名代表数组首元素的地址
  int a5 a 的类型为 int*
• 二维数组同样代表数组首元素的地址
  int m[2][5] m 的类型为 int(*)[5]

结论：

1. 二维数组名可以看作指向数组的常量指针
2. 二维数组可以看作一维数组
3. 二维数组中的每个元素都是同类型的一维数组

实例分析： 如何动态申请二维数组

#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++)
        {
            *(*(a + i) + j) = i * 3 + j;
        }
    }
    
    for(i=0; i<3; i++)
    {
        for(j=0; j<3; j++)
        {
            printf("%d, ", a[i][j]);
        }
        
        printf("\n");
    }
    
    free2d(a);
}

输出：
0, 1, 2, 
3, 4, 5, 
6, 7, 8, 

小结

• 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以是任意类型的数组
• C 语言中的数组元素可以是另一个数组

补充：二维数组可理解为矩阵，实质在内存中是一维数组线性排列。

int a[i][j];
a      :  指向第 0 行数组地址
a + i  :  指向第 i 行数组地址
*(a + i)        ==> a[i]      : 指向第 i 行首元素地址
*(a + i）+j     ==> &a[i][j]  : 指向第 i 行，第 j 列元素地址
*(*(a + i) + j) ==> a[i][j]   : 第 i 行， 第 j 列的元素

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！