C语言中的二级指针和二维数组问题

关于二级指针和二维数组两者差别很大，不可以直接用二级指针传递二维数组

首先来看看二维数组在内存中是如何组织的呢？

一维数组 T arr1 = new T[9]  二维数组T arr2 = new T[3][3]

实际上，不管是一维还是多维数组，都是内存中一块线性连续空间，因此在内存级别上，其实都只是一维。但是不同的定义使得表现形式不一样，从而有多维数组的概念。访问数组元素其实非常简单，原因就在于元素在内存中的线性排列，这样对一维数组的访问只需要arr1[index] = *(arr1+index*sizeof(T));对二维数组的访问

arr2[i][j]=*(arr2+(i*col+j)*sizeof(T)),因此连续线性的数组访问效率很高。多维类似。

下面一个程序测试：

#include<cstdio>

/************************************************************************/
/* 数组和指针参数是如何被编译器修改的？

  “数组名被改写成一个指针参数”规则并不是递归定义的。数组的数组会被改写成“数组的指针”，而不是“指针的指针”：
 
  实参                                                所匹配的形参
 
数组的数组            char c[8][10];                char (*c)[10];        数组指针
 
指针数组              char *c[10];                  char **c;              指针的指针
 
数组指针(行指针)      char (*c)[10];                char (*c)[10];        不改变
   
指针的指针            char **c;                      char **c;              不改变                                                                    */
/************************************************************************/
/*二级指针**作为形参，可以接受二级指针**p、指针数组*p[]作为实参的参数，从而传递二维数组*/
void print(int **p, int row, int col)
{
 int i=0,j=0;
 for(i=0;i<row;i++)
 {
  for(j=0;j<col;j++)
  {
   printf("%d\t",p[i][j]);
  }
 }
 printf("\n");
}
/*数组指针(*)[]作为形参，可以接受数组指针(*p)[3]作为实参的参数,从而传递二维数组*/
void print(int (*p)[3], int row, int col)
{
 int i=0,j=0;
 for(i=0;i<row;i++)
 {
  for(j=0;j<3;j++)
  {
   printf("%d\t",p[i][j]);
  }
 }
 printf("\n");
}

/*function 'void __cdecl print(int ** ,int,int)' already has a body Error executing cl.exe.
/*同二级指针*/
/*
void print(int *p[], int row, int col)
{
 int i=0,j=0;
 for(i=0;i<row;i++)
 {
  for(j=0;j<col;j++)
  {
   printf("%d\t",p[i][j]);
  }
 }
 printf("\n");
}
*/
/******以上两个函数无法重载overload，说明编译器把*p[]和**p  都当成一种类型******************************************/

int main()
{

 int i = 0;
 int **pointer_to_pointer;
 //printf("%X\n",*pointer_to_pointer);//会错误，因为pointer_to_pointer 还未初始化，是野二级指针
 
 int *pointer = new int[9];
 
 int *pointer_array[3]; //指针数组，即是一个存放指针元素的数组,定义后即会有含有三个指针元素的数组，但是每个指针元素并没有初始化
 printf("%X\t%X\t%X\n",pointer_array,pointer_array+1,pointer_array+2);
 printf("%X\t%X\t%X\n",pointer_array[0],pointer_array[1],pointer_array[2]);

 
 int bi_array[3][3] = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};
 int (*array_pointer)[3] = bi_array;//数组指针，指向数组的指针，可用于函数传递二维数组
 int single_array[3] = {1,2,3};

   //pointer_to_pointer = bi_array;  //!!! 错误,二级指针和二维数组首地址（实际内存空间不管是N维数组，都是一片连续的线性空间,二维数组元素访问a[i][j]是a+sizeof(type)*(C*i+j),因此a可以看成是一个指针而已）不是一个东西，二者不能相互赋值
          //cannot convert from 'int [3][3]' to 'int ** '

 //pointer_to_pointer = (int**)bi_array; // !!!慎用，因为虽然没有语法错误，但是会出现内存访问错误；

    //pointer_array = bi_array;//错误cannot convert from 'int [3][3]' to 'int *[3]'
 

 
 //pointer_to_pointer = bi_array+1;//错误cannot convert from 'int (*)[3]' to 'int ** '
 /*******************以上说明二维数组和二维指针不是等价的，不能相互赋值*************************************************/
 
 pointer_to_pointer = pointer_array;
 /*******以上这句说明指针数组*[]  可以转换为二级指针** 他们相互等价*****************************************************/
 

 //pointer = bi_array;//错误cannot convert from 'int [3][3]' to 'int *'
 pointer = (int *)bi_array;
 for(i=0;i<9;i++)
 {
  printf("%d\t",pointer[i]);
 }
 printf("\n");

 
 
 //pointer = array_pointer;//错误cannot convert from 'int (*)[3]' to 'int *'
 pointer = (int *)array_pointer;
 for(i=0;i<9;i++)
 {
  printf("%d\t",pointer[i]);
 }
 printf("\n");

 for(i=0;i<9;i++){pointer[i] = 9;}    //此时指向bi_array的array_pointer的元素被pointer修改为9
 array_pointer = (int(*)[3])pointer;
 print(array_pointer,3,3);
 /********以上说明二维数组名和数组指针虽然是一个指针，但编译器并不理解，对他来说是数组类型的指针，但可以类型强制转换*****/
 

 for(i=0;i<3;i++)
 {
  pointer_array[i] = bi_array[i];
 }
 printf("\n");

 print((int(*)[3])pointer,3,3);
 print(pointer_to_pointer, 3 ,3);
 print(pointer_array, 3, 3);
 return 0;
}

对二维数组做如下总结：

1.二维数组和二维指针不是等价的，不能相互赋值

2.指针数组*[] 可以转换为二级指针** 他们相互等价

3.二维数组名和数组指针虽然是一个指针，但编译器并不理解，对他来说是数组类型的指针，但可以类型强制转换

pointer = (int *)array_pointer;    array_pointer = (int(*)[3])pointer;  pointer = (int *)bi_array;

4.如果想用函数传递二维数组，一般形参用二级指针**p或指针数组*[]，可以支持二级指针和指针数组的实参传递，特殊的还可以用(*p)[N]

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将C语言梳理一下，分布在以下10个章节中：

1. Linux-C成长之路（一）：Linux下C编程概要 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242.htm
2. Linux-C成长之路（二）：基本数据类型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p2.htm
3. Linux-C成长之路（三）：基本IO函数操作 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p3.htm
4. Linux-C成长之路（四）：运算符 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p4.htm
5. Linux-C成长之路（五）：控制流 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p5.htm
6. Linux-C成长之路（六）：函数要义 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p6.htm
7. Linux-C成长之路（七）：数组与指针 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p7.htm
8. Linux-C成长之路（八）：存储类，动态内存 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p8.htm
9. Linux-C成长之路（九）：复合数据类型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p9.htm
10. Linux-C成长之路（十）：其他高级议题