Question

我遇到了多维数组的问题。也许解决方案更容易。

int arr[2][2]; //multidimensional array

我的简单问题是：为什么

arr [0] [2]和arr [1] [0] 要么 arr [1] [2]和arr [2] [0]

在我的情况下，

在同一地址？我在Linux和Windows环境中检查了这个问题。问题是一样的。我已经检查了教程和其他来源，但没有答案。

Answer 1

指针&arr[0][2]是数组arr[0]的一个结尾指针。这个地址与下一个数组arr[1]的第一个元素&arr[1][0]的地址相同，因为数组在内存中是连续布局的。

arr[2][0]有点诡计：arr[2]不是有效访问，但&arr[2]是数组arr的一个结尾指针。但由于无法取消引用该指针，因此谈论arr[2][0]是没有意义的。 arr没有第三个元素。

Answer 2

C将多维数组存储在所谓的row-major order中。在该配置中，单行的所有数据都存储在连续的内存中：

arr[2][2] -> r0c0, r0c1, r1c0, r1c2

备选方案是列主要订单，它会连续放置列。

由于您已将行的长度（列数）指定为2，因此访问第2列（第三列）将计算“环绕”到下一行的地址。

数学看起来像：

&(arr[row][col]) 

= arr # base address
+ row * ncols * sizeof(element)
+ col * sizeof(element)

= arr + sizeof(element) * (row * ncols + col)

在您的情况下，arr[0][2]为arr + (0*2 + 2) * sizeof(int)，而arr[1][0]为arr + (1*2 + 0)*sizeof(int)。

您可以对其他变体进行类似的数学运算。

Answer 3

数组索引与指针算法相同（实际上，在应用[] - 运算符之前，数组名称首先被转换（“衰减”）为指向第一个元素的指针）：

arr[r][c] <=> *(arr + r * INNER_LENGTH + c)

您的数组每个维度有两个条目。在C索引中，从0开始，因此对于每个维度，有效索引为0和1（即total_entries - 1）。这首先使你的三个表达成为可能：

arr[0][2]    // [outer dimension/index][inner dimension/index]
arr[1][2]
arr[2][0]

我们有这些案例：

两个索引都有效：没问题。
仅采用地址，不访问该元素
- 外部索引有效且内部（见下文）索引等于内部维度的长度：允许比较和某些地址算法（其他约束适用！）。
- 外部索引等于外部维度的长度，内部索引是0：相同。
其他：地址无效，任何用法（取地址，取消引用等）都会调用未定义的行为。

如果我们对维度使用不同的长度并查看数据的存储方式，内存中的确切内容可能会变得更加清晰：

int arr[3][2];

这是“包含2个int元素的3个数组的数组”。由于内存布局，最左边的维度称为“外部”，最右边的维度称为“内部”维度：

arr[0][0]   // row 0, column 0
arr[0][1]   // row 0, column 1
arr[1][0]   // ...
arr[1][1]
arr[2][0]
arr[2][1]

使用上面的公式，&arr[0][2]（arr + 0 * 2 + 2）会产生与&arr[1][0]（arr + 1 * 2 + 0）相同的内容，等等。但请注意，虽然地址相同，第一个版本不能被取消引用，编译器可能会生成错误的代码等。

Answer 4

C中的数组索引类似于将索引的值添加到第一个元素的地址。

在您描述的多维数组中，每个维度上有2个元素：0和1.当您引入大于该数字的数字时，您将引用该维度之外的元素。从技术上讲，这是一个数组越界错误。

地址分解如下：

当您编写arr [0] [2]时，您引用地址＆amp; arr [0] + 2，这与arr [1] [0]相同。这一切都只是指针数学，所以一旦你知道它是如何工作的，你就可以很容易地解决它。

Answer 5

您可以将二维数组视为一维长数组：

[00][01][10][11]

使用指针算术，这个长一维数组的另一种表示是：

[00][01][02][03]

因此，查看单元格[10]与在指针算术视点中查看单元格[20]完全相同。