【C】 35_数组参数和指针参数分析

思考: 为什么 C 语言中的数组参数会退化为指针？

数组参数退化为指针的意义

• C 语言中只会以值拷贝的方式传递参数

当想函数传递数组时，可有有以下方式：

• 将整个数组拷贝一份传入函数【×】
• 将数组名看作常量指针传递数组首元素地址 【√】

C 语言以高效作为最初设计目标

• 传递参数的时候如果拷贝整个数组则执行效率大大降低
• 参数位于栈上，太大的数组拷贝导致栈溢出

二维数组参数

• 二维数组参数同样存在退化的问题

  • 二维数组可以看作是一维数组
  • 二维数组中的每一个元素都是一维数组
• 二维数组中第一维的参数可以省略
  void f(int a[5]) <--> void f(a[]) <--> void f(int* a)
void g(int a[3][3]) <--> void g(int a[][3] <--> void g(int (*a)[3]))

等价关系

数组参数	等效的指针参数
一维数组： float a[5]	指针： float *a
指针数组： int* a[5]	指针的指针： int** a
二维数组： char a4	数组的指针： char (*a)[5]

二维数组为什么会退化为数组指针呢？

数组参数会退化为指向其数组元素的指针。二维数组实际为一维数组，数组中的每个元素都是一维数组，因此，数组参数退化为数组指针。

被忽略的知识点

• C 语言中无法向一个函数传递任意的多维数组

• 必须提供除第一维之外的所有维长度

  • 第一维之外的维度信息用于完成指针运算
  • N 维数组的本质是一维数组，元素是 N-1 维的数组
  • 对于多维数组的函数参数只有第一维是可变的

实例分析： 传递与访问二维数组

#include <stdio.h>

void access(int a[][3], int row)
{
    int col = sizeof(*a)/sizeof(int);
    int i = 0;
    int j = 0;
    
    printf("sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));
    printf("sizeof(*a) = %d\n", sizeof(*a));  // int[3]
    
    for(i=0; i<row; i++)
    {
        for(j=0; j<col; j++)
        {
            printf("%d\n", a[i][j]);
        }    
    }
    printf("\n");
}

void access_ex(int b[][2][3], int n)
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    int k = 0;
    
    printf("sizeof(b) = %d\n", sizeof(b));
    printf("sizeof(*b) = %d\n", sizeof(*b)); // int[2][3]
    
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        for(j=0; j<2; j++)
        {
            for(k=0; k<3; k++)
            {
                printf("%d\n", b[i][j][k]);
            }
        }
    }
    
    printf("\n");
}

int main()
{
    int a[3][3] = {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}};
    int aa[2][2] = {0};
    int b[1][2][3] = {0};
    
    // access(a, 3);
    // access(aa, 2);
    // access_ex(b, 1);
    // access_ex(aa, 2);
    
    return 0;
}

access(a, 3);
编译输出： 无警告，无错误
运行输出：
sizeof(a) = 4
sizeof(*a) = 12
0
1
2
3
4
5
6
7
8

---

access(aa, 2);
编译输出：
warning: passing argument 1 of ‘access’ from incompatible pointer type
note: expected ‘int (*)[3]’ but argument is of type ‘int (*)[2]’
运行输出：【异常输出】
sizeof(a) = 4
sizeof(*a) = 12 【依然按照 int[3] 解析】
0
0
0
0
3557765  
6658944

---

access_ex(b, 1);
编译输出： 无警告，无错误
运行输出：
sizeof(b) = 4
sizeof(*b) = 24
0
0
0
0
0
0

---

access_ex(aa, 2);
编译输出：
warning: passing argument 1 of ‘access_ex’ from incompatible pointer type
note: expected ‘int (*)[2][3]’ but argument is of type ‘int (*)[2]’
运行输出：【异常输出】
sizeof(b) = 4
sizeof(*b) = 24 【依然按照 int[2][3] 解析】
0
0
0
0
8956293
13388672
134514267
10174452
134514256
0
-1080955528
8854759

小结

• C 语言中只会以值拷贝的方式传递参数
• C 语言中的数组必然退化为指针
• 多维数组参数必须提供除第一维之外的所有维长度
• 对于多维数组的函数参数只有第一维是可变的

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！