C语言-二维数组做函数的参数

本文探讨了C/C++中二维数组与指针的关系,解析了为何不能直接将二维数组名赋值给二级指针,并提供了几种传递二维数组到函数的有效方式。

1 引例

下面的程序很简单,定义了一个PrintMatrix函数将一个二维数组以矩阵的形式打印出来。

#include <stdio.h>
#define SIZE (4)

void PrintMatrix(int **arr)
{
	for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
		for (int j = 0; j < SIZE; j++) {
			printf(" %d", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}

int main(void)
{
	int matrix[SIZE][SIZE] = {
		{1, 2, 3, 4},
		{5, 6, 7, 8},
		{1, 2, 3, 4},
		{5, 6, 7, 8}
	};
	PrintMatrix(matrix);
	return 0;
}

当我们编译这个程序的时候会出现下面的错误信息:

error: cannot convert 'int (* )[4]' to 'int**'

按理来说,一维数组对应着一级指针,就像我们经常使用的,作为函数参数的时候也不理外:

int arr[4] = {1, 2, 3, 4};
int *p = arr;

那么二维数组对应着二级指针怎么就出错了呢?

要想解释清楚这个问题,首先需要知道二级指针和二维数组的定义:

  • 二维数组:二维数组本质上是以数组作为数组元素的数组,即“数组的数组”;
  • 二级指针:指向指针的指针。

下面将会从两种观点来分析这个问题。

2 观点1 这种使用方法是错误的

举一个简单的例子,定义一个二维数组。

int a[2][2] = {1, 2, 3, 4};

假如用一个二级指针指向它。

int **p = a;

运行如下代码(打印了a的值和aa[0]a[0][0] 的地址):

    printf("%#x \n", a);
    printf("%#x \n", &a);
    printf("%#x \n", &a[0]);
    printf("%#x \n", &a[0][0]);

运行的结果是输出的四行结果是完全一样的(不同计算机输出的地址可能不同):

0x9ffe40
0x9ffe40
0x9ffe40
0x9ffe40

既然 int **p = a;,可以推出 p 保存的是 a[0][0] 的地址,那么用 * 号可以对其解引用指针而取出地址的内容,于是测试以下代码:

    printf("%d \n", *&a[0][0]);

p 指针进行了一次解引用,和预期的一样,输出了二维数组 a 的第一个元素 1,理所当然的 p 是二级指针,那么也可以对其进行二次解引用,当我们对其进行二次解引用的时候,编译器报错了:

error: invalid type argument of unary '*' (have 'int')

还有一点值得注意的是,在二维数组中,a + 1,可以移动一个元素的位置(也就是移动一个一维数组的大小),而用二级指针,p + 1 永远移动一个 sizeof(int) 的大小(本例中)。

3 观点2 根本不需要这么做

学过 C/C++ 的朋友应该都知道,一位数组在内存中是线性排列的,那么二维数组也不理外,它也是线性排列的。

二维数组示意图

假如只知道 arr 的地址,那么能得到 arr[1][1] 的地址吗?
答案是可以的,因为数组在内存中是线性排列,那么就代表着只要知道数组的起始地址,就可以通过一次取址获得任意元素的位置,所以根本不需要二次取址。

这也就解释了为什么声明二维数组的时候,编译器根本“不关心”一维的大小,以至于可以省略掉它,如:

int a[][2];

4 二维数组做函数参数的方法

4.1 方法1

void fun(int arr[2][2]);

这种方法导致只能处理2行2列的int型数组,即固定了数组大小。

4.2 方法2

void fun(int arr[][2]);

可以省略一维的大小,这种方法的限制略微宽松了一些,但是还是只能处理每行是2个整数长度的数组。

4.3 方法3

void fun(int (*arr)[2]);

这个方法需要重点讨论,这里引入了一个新的概念叫做数组指针。

int (*arr)[2];

在解释这个概念之前要比较一下数组指针和指针数组的不同,以防止混淆:

  • 指针数组(array of pointers):即用于存储指针的数组,也就是数组元素都是指针,如 int* a[4],表示数组 a 中的元素都为 int 型指针;
  • 数组指针(a pointer to an array):即指向数组的指针,如 int (*a)[4],表示指向数组 a 的指针。

通过上述概念就知道了应该用数组指针指向一个二维数组,以下是正确的示例:

int a[2][2] = {1, 2, 3, 4};
int (*p)[2] = a;

5 与Java的不同

Java中声明一个二维数组:

int[][] arr = new int[2][2];

不同于 C/C++ 中的:

int arr[2][2];

也不同与 C/C++ 中的:

int (*p)[2] = new int[2][2];

在 Java 中则是分配了一个包含 2 个指针的数组,指针数组的每个元素包含一个一维数组,在 C++ 中的声明如下:

int **p = new int *[2];
<think>我们需要回答关于C语言中传递二维数组作为函数参数的问题,并在最后提出相关问题。 注意:必须包含“§§相关问题§§”部分,且问题数量在3-5个。 回答内容: 1. 解释如何在C语言中将二维数组作为函数参数传递。 2. 说明不同传递方式(如固定维度、指针数组、动态分配等)及其区别。 3. 给出示例代码。 然后,提出3-5个相关问题。 </think>### C语言传递二维数组作为函数参数详解 在C语言中,二维数组作为函数参数传递时,编译器需要知道除第一维外的所有维度大小。以下是三种主要实现方式: #### 1. **固定维度传递(最常用)** ```c void process(int rows, int cols, int arr[][cols]) { for (int i=0; i<rows; i++) { for (int j=0; j<cols; j++) { arr[i][j] *= 2; // 直接操作元素 } } } // 调用示例 int main() { int matrix[3][4] = {...}; process(3, 4, matrix); } ``` **特点**: - 第二维(`cols`)必须作为参数传递 - 支持`arr[i][j]`直接访问 - 编译时维度检查相对严格 #### 2. **指针数组传递(动态分配适用)** ```c void process(int rows, int cols, int **arr) { for (int i=0; i<rows; i++) { for (int j=0; j<cols; j++) { printf("%d ", arr[i][j]); // 访问元素 } } } // 调用示例(需动态分配) int main() { int **matrix = malloc(3 * sizeof(int*)); for (int i=0; i<3; i++) matrix[i] = malloc(4 * sizeof(int)); process(3, 4, matrix); } ``` **特点**: - 适用于动态分配的二维数组 - 内存不连续(每行独立分配) - 需要额外传递行列数 #### 3. **扁平化指针传递(单指针模拟)** ```c void process(int rows, int cols, int *arr) { for (int i=0; i<rows; i++) { for (int j=0; j<cols; j++) { // 计算偏移量访问元素 printf("%d ", arr[i * cols + j]); } } } // 调用示例 int main() { int matrix[3][4] = {...}; process(3, 4, (int*)matrix); // 强制类型转换 } ``` **特点**: - 内存连续(静态/动态数组通用) - 需手动计算索引偏移量 - 可处理不规则二维结构 ### 关键注意事项 1. **内存布局差异**: - 静态数组:连续内存块(`int arr[M][N]`) - 指针数组:行指针连续,行内元素连续(`int **arr`) - 动态分配:可使用连续或非连续内存 2. **sizeof陷阱**: ```c void wrong(int arr[][]) { // sizeof(arr) 返回指针大小而非数组大小! } ``` 3. **C99以上支持变长数组(VLA)**: ```c void process(int rows, int cols, int arr[rows][cols]) { // C99标准支持 } ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值