C中二维数组的内存映射答案

【问题标题】：Memory map for a 2D array in CC中二维数组的内存映射
【发布时间】：2011-10-04 03:52:55
【问题描述】：

你认为this discussion 关于二维数组的内存映射是正确的吗？ Especially this photo?你能解释一下理论吗？

假设我们在 C 中声明一个二维数组，如下所示：

int arr[3][3]={10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90};

现在，根据这个讨论，内存将被安排如下：

现在，我编写了以下代码来测试这个理论：

#include <stdio.h>

main()
{
    int arr[3][3]={10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90};
    printf("      arr==%d\n", arr);
    printf("  &arr[0]==%d\n", &arr[0]);
    printf("   arr[0]==%d\n", arr[0]);
    printf("&arr[0][0]=%d\n", &arr[0][0]);
    printf(" arr[0][0]=%d\n", arr[0][0]);
}
/*
Output:
========
      arr ==1245028
  &arr[0] ==1245028
   arr[0] ==1245028
&arr[0][0]==1245028
 arr[0][0]==10
Press any key to continue...
*/

为什么前 4 个输出相同？

【问题讨论】：

我认为真正的问题是int **arr 和int arr[][] 之间是否有区别——没有一个答案能解决这个问题。

标签： c multidimensional-array

【解决方案1】：

See my question here.

这不是您访问二维数组信息的方式。实际上，您可以将它们视为 1-d，您可以在其中以特殊方式将索引相乘和相加。

例如

int x[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int y[2][5] = {{0,1,2,3,4},{5,6,7,8,9}};

它们在内存中的格式完全相同，它们看起来像这样：

|0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|

所以要获得8 元素，您可以要求x[8] 或y[1][3]。

第二种方式，可以认为是(1 * 5) + 3。

这就是为什么你的前 4 个是一样的。你有：

arr：这是数组的起始地址
arr[0]：这是第一个子数组的起始地址，与整个数组的起始地址相同
&arr[0][0]：这是第一个子数组的第一个元素的地址，也是整个数组的开始
arr[0][0]：这是存储在第一个子数组的第一个元素中的值。

【讨论】：

你的数学有点不对劲。要获得8 元素，您需要x[8]，而不是x[9]。此外，使用y[1][3] 计算的元素是(1*5) + 3。
谢谢@Hitesh，我已经修好了。具有讽刺意味的是，对于我的示例，我是在考虑与想象中的“数组开始”相关的术语。

【解决方案2】：

您的代码只使用了一个普通的多维数组，但图像描述了一个指针数组，就像您在 malloc-ing 事物时通常所做的那样。

多维数组基本上只是一个普通的、扁平化的数组（在内存中），带有一些额外的语法糖用于访问。因此，虽然可以从 arr[i] 获取指针，但没有额外的“变量”来存储它，就像在您的图像中发生的那样。

要修正图像，请移除带有arr[0], arr[1]... 的部分并将arr 的值更改为1245039（与&arr[0][0] 相同）。

【讨论】：

【解决方案3】：

前四个输出与获取数组中第一个元素的地址的原因相同，即&arr[0][0]。最后的输出是它的内容。

【讨论】：

【解决方案4】：

好吧，据我回忆，在 C++（我认为 C，虽然这不是我的强项）中，声明为 Values[][] 的二维数组通常（不知道是否总是）实现为 C- 数组样式数组。但是，当您在堆栈上声明它们（例如局部变量）时，我相信内存格式是不同的。

所以，当你声明一个局部变量时，所有的东西都被布置成好像它只是一个一维数组，你得到的东西被布置成这样你就可以真正地转换为一个指针，然后访问为一维数组。（！）但是，在声明的范围内，它仍然以与普通二维数组相同的方式被识别，并且可能如果您传递给使用[] 表示法声明的参数。

但是，如果您在堆上分配其中之一（例如全局或静态或通过新），情况就不同了。现在，内存被布置为一个实际的数组数组，因此如果您转换为一维数组和索引，您索引的内存位置的实际结果现在将是指针。

我通过执行以下操作验证了我的回忆：我将 int HeapArray[3][3]; 创建为全局变量，并将 int StackArray[3][3]; 创建为局部变量（两者的初始值设定项均为 { { 10, 20, 30 }, {40, 50, 60}, {70, 80, 90 } }）。在我的函数中，我将它们都转换为一个 int 指针 int* ptrHeapArray = (int*)HeapArray; 和 int* ptrStackArray = (int*)StackArray;，然后查看每个元素的第 0 个元素的返回值。

[编辑：哎呀，我把它们颠倒了；已修复]

ptrStackArray[0] 等于 10

ptrHeapArray[0] 等于指向 int[3] 的指针；

所以我认为我有限的回忆是准确的。 :) 希望这会有所帮助！

【讨论】：