在实际c语言编程中,三维及以上数组我们使用的很少,二维数组我们使用得较多。说到数组,又不得关联到指针,因为他们两者的联系太紧密了。今天我们就详细介绍下c语言下的多维数组(主要是介绍二维数组)和指针。
一、二维数组
1.1,存储格式
一般大家看待二维数,都会把它看作一张表格,例如一个int a[3][4]的数组:
实际上,计算机中二维数组是以顺序的方式存储的,其内部存储格式如下,还是以int a[3][4]为例子:
1.2,二维数组声明和访问
我们可以通过如下方式进行二维数组声明和初始化:
char c[3][10]; //声明一个char类型的二维数组,它是包含3个长度为10的char数组
int a[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; //声明并初始化一个int类型的二维数组并初始化
二维数组的访问:
int a[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
for(int i=0;i<3;i++){
for(int j=0;j<4;j++){
printf("the element a[i][j] is %d\n", a[i][j]);
}
}
我们也可以利用指针的形式进行访问(数组的名字实际代表的数组首地址):
int a[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
for(int i=0;i<3;i++){
for(int j=0;j<4;j++){
printf("the element a[i][j] is %d\n", *(*(a+i)+j));
}
}
二、指针数组
2.1,指针数组存储格式
指针数组代表某一数组中的所有元素都是指针,其内部存储格式如下,我们以int *p[3]为例:
具体代码如下:
int main() {
int a = 100;
int b = 200;
int c = 300;
int *p[3] = {&a, &b, &c};
printf("the a address is %x\n", p[0]);
printf("the a address is %x\n", p[1]);
printf("the a address is %x\n", p[2]);
return 0;
}
2.2,指针数组的声明和访问
我们可以通过如下方式进行指针数组的声明和初始化;
char *c[10];//声明一个包含10个char类型指针的数组
int a = 100;
int b = 200;
int c = 300;
int *p[3] = {&a, &b, &c};//声明一个包含3个int类型指针数组,并进行了初始化
指针数组的访问,我们可以通过如下两种方式进行指针数组指向内容的访问:
int main() {
int a = 100;
int b = 200;
int c = 300;
int *p[3] = {&a, &b, &c};
for(int i=0;i<3;i++){
printf("the element i point to value is %d\n", *p[i]);
}
for(int j=0;j<3;j++){
printf("the element i point to value is %d\n", **(p+j));
}
return 0;
}
三、二维数组与指针数组的比对
我们可以看到,对于二维数组和指针数组,我们都可以通过*(*(a+i)+j)的方式去访问,于是很多人误认为二维数组和指针数组是同一个东西,然两者其实还是有区别的。
对于二维数组
char a[3][4] = {{'t','p','c'},{'i','s'},{'m','a','n'}}
无论每个数组中元素是否存储值,它的存储空间必需为sizeof(char)*3*4的。
二维数组元素访问(*(*(a+i)+j)),a的地址在程序编译阶段即可知道,我们获取数组某个元素,然后如下进行:
- 1,取a的地址值
- 2,取i的值,得知需要获取跨过的行长度(sizeof(char)*4*i),然后加到a地址值上
- 3,取j的值,得知需要获取跨过的元素长度(sizeof(char)*j),然后加到上一步得到的地址上
- 4,从第3步获取的地址,得到需要取得的元素的地址,从中取出值
对于指针数组
char *a[3] = {"tpc","is","good"};
a中存在4个char类型指针,每个指针指向的一个char类型数组,但是每个数组的长度不一样。
指针数组元素访问(*(*(a+i)+j)),a的地址在程序编译阶段即可知道,我们需要获取数组某个元素,需要如下进行:
- 1,取a的地址值(假设为100)
- 2,取i的值,得知需要跨过的元素的字节长度(sizeof(char *)*i,然后的到具体元素的地址,值为100+sizeof(char *)*i(假设求出来为104)
- 3,根据地址值104(因为a[i]为指针,我们需要根据指针值再去获取指向内容),我们得到内部存储地址为0x4071d4
- 4,取j的值,得知需要跨过的元素字节长度(sizeof(char)*j)(假设j为1),那么我们得到需要取得元素的地址为0x4071d4+sizeof(char)*1 = 0x4071d5
- 5,从0x4071d5中取出内容(对应图中的's')
四、数组指针
对应一个二维数组,如果我们需要通过声明一个指针来指向它,可以通过如下方式:
int main() {
int a[2][3] = {1,2,3,4,5};
int (*p)[3] = a;
printf("the address of a is %d\n", a);
printf("the value of p is %d\n", p);
}
我们通过如下方式利用指针访问a中元素。
- 1,获取指针p存储的值,得到a的地址,a为一个包含2个含有3个元素的数值
- 2,我们通过p+i,及a+i获取a中对应2个数组元素的首地址
- 3,我们通过*(p+i)+j,获取对应数组元素中的具体元素地址
- 4,我们通过*(*(p+i)+j),获取到具体的元素值
int main() {
int a[2][3] = {1,2,3,4,5};
int (*p)[3] = a;
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<3;j++)
printf("the element a[%d][%d] is %d\n", i, j, *(*(p+i)+j));
}