二维数组名称第一个元素

Question

C Programming in One Hour a Day 有这样一句话：

与一维数组一样，多维数组的名称是指向第一个数组元素的指针。

#include <stdio.h>

int m[2][4];

int main() {
    printf("%p\n", m);        // 1
    printf("%p\n", &(m[0]));  // 2
    printf("%p\n", m[0]);     // 3
    printf("%p\n", &m[0][0]); // 4
}

这将为所有语句打印相同的值。根据引用，1 == 2 和 3 == 4 是有道理的。但我不明白 2 == 3。m[0] 的地址怎么可能与m[0] 相同？

Answer 1

当分配一个二维（或任何维度）数组时，它只是为其元素占用内存（内存不会分配给数组名称或任何其他数组元素，如m[0] 和m[1] 在您的情况下，它的作用类似于 const 指针）。

因为不会为它们分配任何物理内存（实际上甚至不需要），所以在尝试打印它们时会得到相同的地址。在你的情况下， 因为它是一个二维数组，因为m 指向m[0]，而m[0][0] 又指向m[0][0]，所有这些的获取地址将给出相同的值（也适用于m[1] 和m[1][0]）。

**为了更好地理解，请看这个（如果你打印它们会是这样）

      _____         _____         _____
     |0x100|  -->  |0x100|  -->  |value|
0x100|_____|  0x100|_____|  0x100|_____|
       m            m[0]         m[0][0]

*value是m[0][0]的值

这里， m 和 m[0] 的作用类似于指针，但没有物理实现（不占用内存），编译器会处理如何处理它们。

*虽然我已经证明0x100 包含0x100 对应于m 和m[0]，但0x100 实际上包含m[0][0] 的数据/值，但是如果您执行任何操作，那么编译器就是这样对待他们。

**正因为如此，int *p = malloc(n * sizeof(int)) 这是可能的，不同之处在于p 现在占用了指向数组起始地址的内存。如果将p 视为int const *p，则可以将其视为没有动态分配的普通数组。

Answer 2

数组仅包含数据，不包含任何其他内容。该数据有一个起始地址——即第一个元素的地址。

“多维数组的名称是指向第一个数组元素的指针”过于简单化，并不真正正确。数组不是指针，指针也不是数组。

但是，无论何时在表达式中使用数组（任意维度）的名称，都会产生一个指向数组第一个元素的临时指针。这通常被称为“数组衰减为指针”。

现在，这些行之间唯一不同的是指针的类型：

1. int[2][4] 类型的数组衰减为指向第一个元素的指针。二维数组中的第一个元素是int [4] 类型的一维数组。指向这样一个数组的指针是一个数组指针，int (*)[4]。

2. &m[0] 给出第一个元素的地址，即第一个一维数组的地址。所以这完全等价于1)。

3. m[0] 给出第一个元素，仍然是一维数组。它衰减为指向其第一个元素的指针。 int [4] 的第一个元素是 int，所以我们得到一个指向它的指针 int*。

4. &m[0][0] 提供指向第一个数组的第一个元素的指针，int*。相当于 3)。

所有这些指针类型都将具有相同的地址，这仅仅是因为二维数组与其第一项（一维数组）的起始地址相同。依次从与其第一个项目（第一个整数）相同的地址开始。

各种不同的指针类型只是高级语言语法。这些类型不是保留在机器代码中的东西，所有东西都只是原始地址。

Answer 3

第一个维度将存储子数组（行）的地址。

例如你有m[2][4]，所以m[0] 计算为第一行的地址，其中包含从m[0][0] 到m[0][3] 的元素，m[1] 计算为第二行的地址，其中包含从m[1][0] 到m[1][3] 的元素。

如果您尝试打印 m[0] 和 m[1]，您将看到地址差异是行的总大小相隔 m[0] 字节。