困惑：二维数组的动态分配，C答案

【问题标题】：Confusion: Dynamic Allocation of 2D array, C困惑：二维数组的动态分配，C
【发布时间】：2012-12-02 16:27:01
【问题描述】：

我昨天在 SO 上遇到了一个 question，它想在 C 中动态分配一个二维数组。

答案之一是这样分配：

int (*place)[columns] = malloc(rows * sizeof *place);

这除了漂亮之外，还让我想到了一个问题。问题如下：

以下是我分配 4x4 的代码

    int (*arr)[4] = (int (*)[4]) malloc(4 * sizeof *arr);
    printf("%d\n", sizeof arr);                 //Dynamic 2-D array by above method
    
    int **arr1 = (int**) malloc(4 * sizeof(int*));
    for(int i = 0; i < 4; i++)
            arr1[i] = (int *) malloc(sizeof(double));
    printf("%d\n", sizeof arr1);                          //Usual dynamic 2-D array

    int *arr2 = (int*) malloc(4 * sizeof(int));
    printf("%d\n", sizeof arr2);                          //Dynamic 1-D array

通常的输出是：

4
4
4

但是，如果我尝试打印 sizeof *arr、sizeof *arr1 和 sizeof *arr2，则输出为：

16
4
4

我不明白为什么会这样。知道为什么sizeof *arr 的输出是16 吗？第一种情况下内存是如何分配的？

另外，当我尝试打印arr 和*arr 的地址时，两个打印的值都是相同的。 *arr 表示“价值”arr。那么这是否意味着 arr 存储自己的地址，即它指向自己（我认为这是不可能的）？我有点困惑。知道我哪里出错了吗？

感谢您的帮助！

【问题讨论】：

arr 和 *arr 的地址相同，因为数组中第一个元素的地址与第一行开头的地址相同。没有什么奇怪的。

标签： c arrays pointers sizeof

【解决方案1】：

但是，如果我尝试打印 sizeof *arr、sizeof *arr1 和 sizeof *arr2，我会得到 16、4 和 4。

地点：

int (*arr)[4];
int **arr1;
int *arr2;

您必须在 32 位机器上工作，而不是 64 位机器。

arr 的类型是“指向 4 个数组的指针 int”。当你取消引用它时，你会得到一个'array of 4 int'。当传递给 sizeof 时，数组的大小为 16 (4 * sizeof(int))。大多数情况下，当您引用一个数组时，类型会调整为“指向数组第零个元素的指针”，但sizeof() 是该规则的主要例外；它将数组视为数组并返回整个数组的大小。

arr1 的类型是“指向int 的指针”。当你取消引用它时，你会得到一个'指向int'的指针。当传递给 sizeof 时，指针大小为 4 (sizeof(int *))。

arr2 的类型是“指向int 的指针”。当你取消引用它时，你会得到一个int。当传递给sizeof 时，int 的大小为 4。

好的！我得到了大部分。但是......为什么当我做sizeof arr2时输出不是16？

正如詹姆斯在评论中指出的那样：

因为sizeof(arr2) 减少到sizeof(int*)，在 32 位机器上是 4。

即arr2是一个指针；在 32 位机器上指针的大小是 4。

此外，arr 是“指向 4 个 int 数组的指针”，即单个指针。那我怎么得到一个 4×4 的矩阵呢。

您可以使用以下任何一种：

int mat1[4][4];
int (*mat2)[4][4];

第一个是直接的 4×4 矩阵。 sizeof(mat1) 的结果在 32 位机器上将是 64（和大多数 64 位机器一样）。

第二个是指向int 的4×4 矩阵的指针。 sizeof(mat2) 的结果在 32 位机器上将为 4； mat2 是一个指针（指向 int 的 4×4 矩阵），因此它的大小为 4，与所有其他对象指针相同（实际上，与每个函数指针的大小相同，尽管 C标准不保证函数指针和对象指针的大小相同；但 POSIX 确实保证）。

sizeof(*mat2)的结果是mat2指向的对象的大小，是int的4×4矩阵，所以大小又是64。

【讨论】：

好的！我得到了大部分。但是你说：“大多数时候，当你引用一个数组时，类型会调整为'指向数组第零元素的指针'，但 sizeof() 是该规则的主要例外”。那为什么当我执行sizeof arr2 时输出不是16？
@shrey347 因为 sizeof(arr2) 减少到 sizeof(int*) 在 32 位机器上是 4
另外，arr 是一个“指向 4 个 int 的数组的指针”，即单个指针。那么我如何得到一个 4x4 矩阵。对不起，如果这看起来很愚蠢！
@shrey347: arr 是一个指向 4x4 数组的第一个元素的指针。但是，给定一个指向数组第一个元素的指针，您不知道（也无法找出）数组有多大。

【解决方案2】：

在 32 位系统中，它需要 4 个字节或 32 位来唯一标识每个内存地址。指针只是地址的持有者。所以它需要4个字节。在第一种情况下，arr 是一个长度为 4 的指针数组。所以它需要 4*4 =16 个字节。在其他两种情况下， arr1 和 arr2 只是一个指针。所以它们占用 4 个字节。

【讨论】：