详解下c语言下的多维数组和指针数组

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));

}