二维数组的指针

本文深入探讨了一维和二维数组的数组名作为指针的概念,解析了行指针和列指针的区别,通过实例代码展示了如何使用这些指针访问二维数组元素。

一维数组的数组名是指向单个变量的指针。

二维数组的数组名是指向单个数组的指针(行指针)。

二维数组(如:a[3][4])的指针分为两种:

1.行指针,如:a,是一个指向数组的指针;

2.列指针,如:&a[0][0],a[0],*a,是一个指向单个变量的指针。

虽然a,&a[0][0],a[0],*a,在物理上表示都是同一块内存空间的地址,但在概念上它们的意义不同。

a表示的指针是指向整块数组的。

&a[0][0],a[0],*a表示的指针是指向单个变量的。

对a进行解引用(*a)仍然会得到一个指针(并且它们的地址值还相同……)。

所以可以推测出,对一个行指针进行解引用是指:概念上,把它由指向整块数组,变成了指向这个数组中的首个变量了。而不是访问a中保存的地址所表示的内存空间。

总结:

a,&a[0][0],a[0],*a表示的都是指针,并且是同一块内存的地址,但它们表示的意义是不同的。

a-行指针,*a,a[0],&a[0][0]-列指针(这三个是等价的)。

以取a[2][1]的值为例:

如果是行指针,则先要对它进行解引用,变为一个列指针,然后在解引用得到其值(a[2][1]=*(*(a+2)+2))。

如果是列指针,则直接进行解引用即可(a[2][1]=*(*a+2*4+1))。

 

代码如下:(int类型占四个字节的情况下)

 1 #include<stdio.h>
 2 int main()
 3 {
 4     int a[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
 5     //int* pa = &a[0][0];
 6     //int *p1 = a[0];
 7     int* p1 = *a;    //列指针,指向一个单个变量
 8     int(*p2)[4] = a;    //行指针,指向一整个数组
 9     //以下代码表明:a,a[0],*a,&a[0][0]都是指针,并且里面的值也是一样的
10     printf("%p\n", a);
11     printf("%p\n", a[0]);
12     printf("%p\n", *a);
13     printf("%p\n", &a[0][0]);
14     putchar('\n');
15     //以下代码表明:a与*a,a[0],&a[0][0]的不同之处
16     printf("%p\n", a);
17     printf("%p\n", a + 1);    //对一个行指针加一,地址值向后移动了十六位(四个整形变量所占的内存)
18     printf("%p\n", *a);
19     printf("%p\n", *a + 1);    //对一个列指针加一,地址值向后移动了四位(一个整形变量所占的内存)   
20     printf("%p\n", a[0]);
21     printf("%p\n", a[0] + 1);
22     printf("%p\n", &a[0][0]);
23     printf("%p\n", &a[0][0] + 1);
24     putchar('\n');
25     //以下代码表明:对行指针进行解引用,得到的仍是一个指针,但它不再是一个行指针了(变成了列指针)
26     printf("%p\n", *a);
27     printf("%p\n", *a + 1);
28     putchar('\n');
29     //以下代码为取a[2][1]的值
30     printf("%d\n", a[2][1]);
31     printf("%d\n", *(*(a + 2) + 1));
32     printf("%d\n", *(*a + 2 * 4 + 1));
33 }

 

转载于:https://www.cnblogs.com/ben-/p/11240747.html

<think>首先,用户的问题是:“我想理解二维数组指针和一维数组指针在C/C++中的区别 请问C/C++中二维数组指针与一维数组指针的区别”。我需要基于系统级指令来回答。 系统级指令包括: - 所有行内数学表达式使用$...$格式。 - 独立公式使用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如[^1]。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题,保证真实可靠。 用户提供了几个引用,我需要参考这些引用: - 引用[1]: 解释了指针数组和二维数组指针的区别。 - 引用[2]: 讨论了二维数组名的理解,包括取地址操作。 - 引用[3]: 描述了二维数组的组成和指向数组的指针。 - 引用[4]: 总结了二维数组的内存分配。 - 引用[5]: 讨论了二维数组作为形参传递。 用户的问题是理解二维数组指针和一维数组指针的区别。核心区别在于: - 一维数组指针:指向一个一维数组的指针。 - 二维数组指针:指向一个二维数组指针,本质上是数组的数组。 关键点: 1. **定义和声明**: - 一维数组指针:例如,`int (*p)[n];` 指向一个大小为n的一维数组。 - 二维数组指针:例如,`int (*p)[m][n];` 指向一个m×n的二维数组。 2. **内存布局**: - 一维数组:连续内存块。 - 二维数组:在C/C++中,是数组的数组,所以内存是连续的,但逻辑上是二维的。 3. **指针运算**: - 一维数组指针:增加指针会移动到下一个元素或数组。 - 二维数组指针:增加指针会移动到下一个行(或整个数组)。 4. **使用方式**: - 一维数组指针:常用于传递一维数组。 - 二维数组指针:常用于传递二维数组,但更常见的是使用指针数组或二级指针。 从引用中提取: - 引用[1]: 指针数组是数组元素为指针,而二维数组指针是一个指针指向整个二维数组。 - 引用[2]: 对二维数组取地址,需要用二维数组指针接收。 - 引用[3]: 二维数组是数组的数组,指向数组的指针如`int (*ip)[4];`。 - 引用[4]: 动态分配的二维数组可能不是连续内存。 - 引用[5]: 二维数组作为形参时,可以用指针数组或二级指针。 回答结构: 1. **介绍概念**:简要定义一维数组指针二维数组指针。 2. **区别点**:列出关键区别,包括定义、内存、指针运算、使用场景。 3. **示例代码**:提供简单示例来展示区别。 4. **总结**:强调核心差异。 5. **生成相关问题**:基于主题生成相关问题。 使用中文回答,并确保LaTeX格式正确。 生成相关问题: - 如系统指令所示,生成2-3个相关问题。 最终回答格式: - 清晰的结构:分步骤解释。 - 引用自然添加:在相关部分末尾添加引用标识。 - 相关问题在末尾。</think>### C/C++中二维数组指针与一维数组指针的区别 在C/C++中,指针是操作数组的核心工具。一维数组指针二维数组指针在定义、内存布局、指针运算和使用方式上有本质区别。下面我将逐步解释这些差异,帮助您深入理解。 #### 1. **定义和声明** - **一维数组指针**:指向一个一维数组的指针。声明格式为 `类型 (*指针名)[长度]`,例如 `int (*p)[5];` 表示 `p` 指向一个包含5个整型元素的一维数组。这种指针只关心数组的整体结构,而不是单个元素。 - 示例代码: ```c int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int (*p)[5] = &arr; // p 指向整个一维数组arr ``` - **二维数组指针**:指向一个二维数组指针。声明格式为 `类型 (*指针名)[行数][列数]`,例如 `int (*p)[3][4];` 表示 `p` 指向一个3行4列的二维数组二维数组本质上是“数组的数组”,因此二维数组指针指向的是一个嵌套数组结构[^3]。 - 示例代码: ```c int arr[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}}; int (*p)[2][3] = &arr; // p 指向整个二维数组arr ``` - **关键区别**:一维数组指针指向一个线性数组,而二维数组指针指向一个二维表格结构。二维数组指针的声明中必须包含行和列维度,这反映了其更复杂的类型[^1][^2]。 #### 2. **内存布局** - **一维数组指针**:内存是连续的单一区块。例如,`int arr[5]` 在内存中占用连续的20字节(假设 `int` 为4字节)。指针 `p` 的地址是数组的起始地址,`p+1` 会跳过整个数组长度(20字节),指向下一个数组(如果存在)。 - 数学表示:设数组基地址为 $a$,则元素 $arr[i]$ 的地址为 $a + i \times \text{sizeof}(int)$。 - **二维数组指针**:内存也是连续的,但逻辑上分为行和列。例如,`int arr[2][3]` 占用连续24字节(2行×3列×4字节)。指针 `p` 的地址是数组的起始地址,`p+1` 会跳过整个二维数组的大小(24字节),指向下一个二维数组[^2][^4]。 - 数学表示:设数组基地址为 $a$,则元素 $arr[i][j]$ 的地址为 $a + i \times (\text{列数} \times \text{sizeof}(int)) + j \times \text{sizeof}(int)$。例如,对于 $arr[1][0]$: $$ \text{地址} = a + 1 \times (3 \times 4) + 0 \times 4 = a + 12 $$ - **关键区别**:一维数组指针的内存访问是线性的,而二维数组指针需要计算行和列偏移。动态分配的二维数组(如使用 `malloc`)可能不连续,但栈上分配的二维数组总是连续的[^4]。 #### 3. **指针运算** - **一维数组指针**:指针运算基于数组长度。例如: ```c int (*p)[5] = &arr; int *first_element = *p; // 解引用得到数组首元素地址 int second_element = (*p)[1]; // 访问数组第二个元素 ``` `p + 1` 会使指针前进一个数组长度(20字节)。 - **二维数组指针**:指针运算基于整个二维数组大小。例如: ```c int (*p)[2][3] = &arr; int (*first_row)[3] = *p; // 解引用得到第一行(一个一维数组) int element = (*p)[0][1]; // 访问第一行第二列元素 ``` `p + 1` 会使指针前进整个二维数组大小(24字节)。要访问行内元素,需先解引用为行指针[^3]。 - **关键区别**:一维数组指针的运算单位是单个数组,二维数组指针的运算单位是整个二维表格。这导致二维数组指针在遍历时更复杂,通常需要多级解引用。 #### 4. **使用场景** - **一维数组指针**:常用于传递一维数组给函数,或操作数组切片。例如: ```c void func(int (*arr)[5]) { // 操作一维数组 } ``` - **二维数组指针**:适用于传递固定维度的二维数组,但实际中更常用指针数组(如 `int *arr[]`)或二级指针(如 `int **arr`)来避免维度限制。二维数组指针在需要精确控制内存布局时有用,如图像处理[^5]。 - 示例:函数参数传递: ```c void func(int (*arr)[3][4]) { // 操作二维数组 } ``` - **关键区别**:一维数组指针简单高效,适合线性数据;二维数组指针更适合多维数据结构,但易出错。在函数参数中,二维数组常被降级为指针数组或二级指针以提高灵活性[^1][^5]。 #### 总结 - **本质区别**:一维数组指针(如 `int (*p)[n]`)指向一个线性数组,二维数组指针(如 `int (*p)[m][n]`)指向一个二维表格。前者内存连续且运算简单,后者需处理行/列偏移。 - **核心要点**: - 内存连续性:栈上数组都连续,但动态分配可能不连续[^4]。 - 类型安全:二维数组指针强制维度检查,一维指针更灵活。 - 性能:一维指针访问更快,二维指针在嵌套循环中可能引入额外计算。 如果您有具体代码示例或更多场景,我可以进一步分析!
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