**变量和变量[] []之间的区别?

时间:2012-02-12 11:10:48

标签: c++ arrays multidimensional-array double-pointer

我不明白为什么我必须收到2D数组的内容  在b[][3]而非**b?另外,对于2D数组,我们如何按值调用?  此外,2D数组arr的地址等于arr的内容等于*arr等于&arr[0][0];所有地址都一样。我无法清楚地看清楚它;有人可以向我解释如何实际存储多维数组。 “图片有用的链接将受到欢迎”。

#include "hfile.h" // contains all needed H files

void caller(int b[][3])  // why can't we write **b?
{
    int k=100;
    printf("\n****Caller:****\n");

    for(int i=0;i<3;i++)
    {
        for(int j=0;j<3;j++)
        {
            b[i][j]=k++;
            printf("\t %d",b[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

int main()
{
    int arr[3][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9}; // original containts

    caller(arr);              // Called caller function passing containts of "arr"

    printf("\n****Orignal****\n");
    for(int i=0;i<3;i++)
    {
        for(int j=0;j<3;j++)
            printf("\t %d",arr[i][j]);           

        printf("\n");
    }
    return 0;
}

3 个答案:

答案 0 :(得分:5)

如果声明多维数组:

int b[M][N];

存储是连续的。因此,当您访问元素时,例如(x = b[i][j];),编译器生成与此等效的代码:

int *c = (int *)b;  // Treat as a 1D array
int  k = (i*N + j); // Offset into 1D array
x = c[k];

当您通过指向指针访问元素时,编译器不知道维度,并生成如下代码:

int *t = b[i];  // Follow first pointer (produces another pointer)
x = t[j];       // Follow second pointer

即。它只是遵循指针。

这些是完全不兼容的,因此编译器会阻止您将真正的2D数组传递给采用指针指针的函数。

答案 1 :(得分:1)

ASCII艺术规则!

让我们以图形方式看一个2D阵列。假设数组是2字节short整数,并且地址也方便地为2字节。如果您愿意,这可能是Zilog Z80芯片,但这只是为了方便保持数字小。

short A[3][3];

+---------+---------+---------+
| A[0][0] | A[0][1] | A[0][2] |
+---------+---------+---------+
| A[1][0] | A[1][1] | A[1][2] |
+---------+---------+---------+
| A[2][0] | A[2][1] | A[2][2] |
+---------+---------+---------+

我们假设地址为:A = 0x4000。然后,数组元素的short *地址为:

&A[0][0] = 0x4000;
&A[0][1] = 0x4002;
&A[0][2] = 0x4004;
&A[1][0] = 0x4006;
&A[1][1] = 0x4008;
&A[1][2] = 0x400A;
&A[2][0] = 0x400C;
&A[2][1] = 0x400E;
&A[2][2] = 0x4010;

现在,还应该注意到你可以写:

&A[0]    = 0x4000;
&A[1]    = 0x4006;
&A[2]    = 0x400C;

这些指针的类型是'指向short'的数组[3]或short (*A)[3]的指针。

你也可以写:

&A       = 0x4000;

这是'指向short'的数组[3] [3]或short (*A)[3][3]的指针。

其中一个主要区别在于对象的大小,正如此代码所示:

#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>

static void print_address(const char *tag, uintptr_t address, size_t size);

int main(void)
{
    char  buffer[32];
    short A[3][3] = { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };
    int i, j;

    print_address("A",  (uintptr_t)A,  sizeof(A));
    print_address("&A", (uintptr_t)&A, sizeof(*(&A)));

    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {
            sprintf(buffer, "&A[%d][%d]", i, j);
            print_address(buffer, (uintptr_t)&A[i][j], sizeof(*(&A[i][j])));
        }
    }

    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        sprintf(buffer, "&A[%d]", i);
        print_address(buffer, (uintptr_t)&A[i], sizeof(*(&A[i])));
    }

    putchar('\n');
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {
            printf("  A[%d][%d] = %d", i, j, A[i][j]);
        }
        putchar('\n');
    }

    return 0;
}

static void print_address(const char *tag, uintptr_t address, size_t size)
{
    printf("%-8s  = 0x%.4" PRIXPTR " (size %zu)\n", tag, address & 0xFFFF, size);
}

该程序使用print_address()函数中的屏蔽操作伪造16位地址。

在MacOS X 10.7.2上以64位模式编译时的输出(GCC'i686-apple-darwin11-llvm-gcc-4.2(GCC)4.2.1(基于Apple Inc. build 5658)(LLVM构建) 2335.15.00)'),是:

A         = 0xD5C0 (size 18)
&A        = 0xD5C0 (size 18)
&A[0][0]  = 0xD5C0 (size 2)
&A[0][1]  = 0xD5C2 (size 2)
&A[0][2]  = 0xD5C4 (size 2)
&A[1][0]  = 0xD5C6 (size 2)
&A[1][1]  = 0xD5C8 (size 2)
&A[1][2]  = 0xD5CA (size 2)
&A[2][0]  = 0xD5CC (size 2)
&A[2][1]  = 0xD5CE (size 2)
&A[2][2]  = 0xD5D0 (size 2)
&A[0]     = 0xD5C0 (size 6)
&A[1]     = 0xD5C6 (size 6)
&A[2]     = 0xD5CC (size 6)

  A[0][0] = 0  A[0][1] = 1  A[0][2] = 2
  A[1][0] = 3  A[1][1] = 4  A[1][2] = 5
  A[2][0] = 6  A[2][1] = 7  A[2][2] = 8

我在32位模式下编译了没有屏蔽操作的变体,得到了输出:

A         = 0xC00E06D0 (size 18)
&A        = 0xC00E06D0 (size 18)
&A[0][0]  = 0xC00E06D0 (size 2)
&A[0][1]  = 0xC00E06D2 (size 2)
&A[0][2]  = 0xC00E06D4 (size 2)
&A[1][0]  = 0xC00E06D6 (size 2)
&A[1][1]  = 0xC00E06D8 (size 2)
&A[1][2]  = 0xC00E06DA (size 2)
&A[2][0]  = 0xC00E06DC (size 2)
&A[2][1]  = 0xC00E06DE (size 2)
&A[2][2]  = 0xC00E06E0 (size 2)
&A[0]     = 0xC00E06D0 (size 6)
&A[1]     = 0xC00E06D6 (size 6)
&A[2]     = 0xC00E06DC (size 6)

  A[0][0] = 0  A[0][1] = 1  A[0][2] = 2
  A[1][0] = 3  A[1][1] = 4  A[1][2] = 5
  A[2][0] = 6  A[2][1] = 7  A[2][2] = 8

在64位模式下,变体的输出为:

A         = 0x7FFF65BB15C0 (size 18)
&A        = 0x7FFF65BB15C0 (size 18)
&A[0][0]  = 0x7FFF65BB15C0 (size 2)
&A[0][1]  = 0x7FFF65BB15C2 (size 2)
&A[0][2]  = 0x7FFF65BB15C4 (size 2)
&A[1][0]  = 0x7FFF65BB15C6 (size 2)
&A[1][1]  = 0x7FFF65BB15C8 (size 2)
&A[1][2]  = 0x7FFF65BB15CA (size 2)
&A[2][0]  = 0x7FFF65BB15CC (size 2)
&A[2][1]  = 0x7FFF65BB15CE (size 2)
&A[2][2]  = 0x7FFF65BB15D0 (size 2)
&A[0]     = 0x7FFF65BB15C0 (size 6)
&A[1]     = 0x7FFF65BB15C6 (size 6)
&A[2]     = 0x7FFF65BB15CC (size 6)

  A[0][0] = 0  A[0][1] = 1  A[0][2] = 2
  A[1][0] = 3  A[1][1] = 4  A[1][2] = 5
  A[2][0] = 6  A[2][1] = 7  A[2][2] = 8

32位和64位地址版本中存在很多噪声,因此我们可以保留“伪16位”地址版本。

请注意A[0][0]的地址如何与A[0]A的地址相同,但指向的对象的大小是不同的。 &A[0][0]指向单个(短)整数; &A[0]指向3(短)整数的数组; &A指向3x3(短)整数数组。

现在我们需要看一下short **的工作原理;它的工作方式完全不同这是一些测试代码,与前一个示例相关但不同。

#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>

static void print_address(const char *tag, uintptr_t address, size_t size);

int main(void)
{
    char  buffer[32];
    short t[3] = { 99, 98, 97 };
    short u[3] = { 88, 87, 86 };
    short v[3] = { 77, 76, 75 };
    short w[3] = { 66, 65, 64 };
    short x[3] = { 55, 54, 53 };
    short y[3] = { 44, 43, 42 };
    short z[3] = { 33, 32, 31 };
    short *a[3] = { t, v, y };
    short **p = a;
    int i, j;

    print_address("t",  (uintptr_t)t,  sizeof(t));
    print_address("u",  (uintptr_t)u,  sizeof(u));
    print_address("v",  (uintptr_t)v,  sizeof(v));
    print_address("w",  (uintptr_t)w,  sizeof(w));
    print_address("x",  (uintptr_t)x,  sizeof(x));
    print_address("y",  (uintptr_t)y,  sizeof(y));
    print_address("z",  (uintptr_t)z,  sizeof(z));

    print_address("a",  (uintptr_t)a,  sizeof(a));
    print_address("&a", (uintptr_t)&a, sizeof(*(&a)));

    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {
            sprintf(buffer, "&a[%d][%d]", i, j);
            print_address(buffer, (uintptr_t)&a[i][j], sizeof(*(&a[i][j])));
        }
    }

    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        sprintf(buffer, "&a[%d]", i);
        print_address(buffer, (uintptr_t)&a[i], sizeof(*(&a[i])));
    }

    putchar('\n');
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {
            printf("  a[%d][%d] = %d", i, j, a[i][j]);
        }
        putchar('\n');
    }

    putchar('\n');
    print_address("p",  (uintptr_t)p,  sizeof(*(p)));
    print_address("&p", (uintptr_t)&p, sizeof(*(&p)));

    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {
            sprintf(buffer, "&p[%d][%d]", i, j);
            print_address(buffer, (uintptr_t)&p[i][j], sizeof(*(&p[i][j])));
        }
    }

    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        sprintf(buffer, "&p[%d]", i);
        print_address(buffer, (uintptr_t)&p[i], sizeof(*(&p[i])));
    }

    putchar('\n');
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {
            printf("  p[%d][%d] = %d", i, j, p[i][j]);
        }
        putchar('\n');
    }

    return 0;
}

static void print_address(const char *tag, uintptr_t address, size_t size)
{
    printf("%-8s  = 0x%.4" PRIXPTR " (size %zu)\n", tag, address & 0xFFFF, size);
}

这是一个分为两半的程序。一半剖析了数组a;另一个解剖双指针p。以下是一些有助于理解这一点的ASCII艺术:

+------+------+------+                      +------+------+------+
|  99  |  98  |  97  |    t = 0x1000        |  88  |  87  |  86  |    u = 0x1100
+------+------+------+                      +------+------+------+

+------+------+------+                      +------+------+------+
|  77  |  76  |  75  |    v = 0x1200        |  66  |  65  |  64  |    w = 0x1300
+------+------+------+                      +------+------+------+

+------+------+------+                      +------+------+------+
|  55  |  54  |  53  |    x = 0x1400        |  44  |  43  |  42  |    y = 0x1500
+------+------+------+                      +------+------+------+

+------+------+------+
|  33  |  32  |  31  |    z = 0x1600
+------+------+------+

+--------+--------+--------+
| 0x1000 | 0x1200 | 0x1500 |    a = 0x2000
+--------+--------+--------+

+--------+
| 0x2000 |                      p = 0x3000
+--------+

请注意,数组t .. z位于“任意”位置 - 在图中不连续。某些数组可能是全局变量,例如,来自另一个文件,而其他数组可能是同一文件中但在函数外部的静态变量,而其他数组是静态的但是函数的本地变量,以及这些本地自动变量。您可以看到p是一个包含地址的变量;地址是数组a的地址。反过来,数组a包含3个地址,其他3个数组的地址。

这是程序的64位编译的输出,人为拆分。它通过屏蔽掉除十六进制地址的最后4位之外的所有地址来模拟16位地址。

t         = 0x75DA (size 6)
u         = 0x75D4 (size 6)
v         = 0x75CE (size 6)
w         = 0x75C8 (size 6)
x         = 0x75C2 (size 6)
y         = 0x75BC (size 6)
z         = 0x75B6 (size 6)

这可以防止有关未使用变量的警告,还可以识别7个整数数组的地址。

a         = 0x7598 (size 24)
&a        = 0x7598 (size 24)
&a[0][0]  = 0x75DA (size 2)
&a[0][1]  = 0x75DC (size 2)
&a[0][2]  = 0x75DE (size 2)
&a[1][0]  = 0x75CE (size 2)
&a[1][1]  = 0x75D0 (size 2)
&a[1][2]  = 0x75D2 (size 2)
&a[2][0]  = 0x75BC (size 2)
&a[2][1]  = 0x75BE (size 2)
&a[2][2]  = 0x75C0 (size 2)
&a[0]     = 0x7598 (size 8)
&a[1]     = 0x75A0 (size 8)
&a[2]     = 0x75A8 (size 8)

  a[0][0] = 99  a[0][1] = 98  a[0][2] = 97
  a[1][0] = 77  a[1][1] = 76  a[1][2] = 75
  a[2][0] = 44  a[2][1] = 43  a[2][2] = 42

注意重要的区别。 a的大小现在是24个字节,而不是18个,因为它是一个3(64位)指针的数组。 &a[n]的大小为8个字节,因为每个都是指针。在数组位置加载数据的方法也大不相同 - 你必须查看汇编程序才能看到它,因为C源代码看起来是一样的。

在2D数组代码中,A[i][j]的加载操作计算:

  • A
  • 的字节地址
  • (3 * i + j) * sizeof(short)添加到该字节地址
  • 从该地址获取2字节整数。

在指针代码数组中,A[i][j]的加载操作计算:

  • a
  • 的字节地址
  • i * sizeof(short *)添加到该字节地址
  • 从该计算值中提取字节地址,将其称为b
  • j * sizeof(short)添加到b
  • 从地址b
  • 获取2字节整数

p的输出略有不同。请注意,特别是 p中的地址 p的地址不同。但是,一旦你过去了,行为基本相同。

p         = 0x7598 (size 8)
&p        = 0x7590 (size 8)
&p[0][0]  = 0x75DA (size 2)
&p[0][1]  = 0x75DC (size 2)
&p[0][2]  = 0x75DE (size 2)
&p[1][0]  = 0x75CE (size 2)
&p[1][1]  = 0x75D0 (size 2)
&p[1][2]  = 0x75D2 (size 2)
&p[2][0]  = 0x75BC (size 2)
&p[2][1]  = 0x75BE (size 2)
&p[2][2]  = 0x75C0 (size 2)
&p[0]     = 0x7598 (size 8)
&p[1]     = 0x75A0 (size 8)
&p[2]     = 0x75A8 (size 8)

  p[0][0] = 99  p[0][1] = 98  p[0][2] = 97
  p[1][0] = 77  p[1][1] = 76  p[1][2] = 75
  p[2][0] = 44  p[2][1] = 43  p[2][2] = 42

所有这些都在一个(主要)功能中。在向函数传递各种指针并访问这些指针后面的数组时,您需要对自己进行并行实验。

答案 2 :(得分:0)

void caller(int b[][3])  // why can't we write **b ?

您可以撰写int **b,但之后您无法将arr传递给此函数,因为arr定义为int arr[3][3],与int **类型不兼容。

arr可以转换为int (*)[3]但不能转换为int **。所以你可以这样写:

void caller(int (*b)[3])  //ok

实际上int[3][3]定义了一个数组 1 的数组,而int**定义了一个指向指针的指针。 int[3][3]可以转换为指向3 intint (*)[3])数组的指针,就像int[3]可以转换为指向int的指针一样{ {1}})。

1。更确切地说,它定义了一个3 array-of-3-int。

的数组