无法准确理解二维数组中的指针

Question

我通过查看互联网做了一些事情，但这里缺少的是我的代码

void draw_way(int *arr,int lenght_row,int lenght_column) {
int s1 = 0, s2 = 0;
for (s1 = 0; s1 < lenght_row; s1++)
{
    for (s2 = 0; s2 < lenght_column; s2++) {
        if (*((arr + s1 * lenght_row) + s2) == 1)
        {
            printf("S");
        }
        else if (*((arr + s1 * lenght_row) + s2) == 2)
        {
            printf("G");
        }
        else if(*((arr + s1 * lenght_row) + s2) == 3)
        {
            printf("#");
        }
        else if (*((arr + s1 * lenght_row) + s2) == 4)
        {
            printf(".");
        }
    }
    printf("\n");
}

它实际上是在打印一个迷宫，但这并不重要。我想了解的是为什么我必须使用*((arr + s1 * lenght_row) + s2)，为什么如果我使用*(*(arr+s1)+s2) 'lenght_row' 会做什么，这不起作用。

Answer 1

对于任何数组或指针arr 和索引i，表达式*(arr + i) 完全等于arr[i]。

如果我们为*(*(arr+s1)+s2) 进行此翻译，那将是(arr[s1])[s2]（或arr[s1][s2]）。因为arr 不是指向指针（或数组数组）的指针，所以arr[s1][s2] 没有意义。

相反，您可以使用数组（arr 指向其第一个元素）模拟二维数组（数组的数组），并使用算术计算该数组的单个索引。

这对于动态分配的内存非常常见，其中不使用 jagged array（使用指向指针的指针），而是使用单个连续区域或内存。

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用插图可能更容易理解...

假设我们想要一个由 2 x 3 个元素组成的二维数组。我们可以使用动态分配将其创建为锯齿状数组：

int **arr;
arr = malloc(2 * sizeof *arr);  // First dimension
for (size_t i = 0; i < 2; ++i)
    arr[i] = malloc(3 * sizeof *arr[i]);  // Second dimension

由于我们有多个分配，数组中没有位置，arr[0][2] 后面可能没有arr[1][0]。局部性和连续的二维数组可能对某些算法和用例有好处。

一个连续的二维数组将是一个数组的数组，如

int arr[2][3];

但这更难动态处理，因此我们分配了2 * 3元素的单个连续内存区域：

int *arr;
arr = malloc(2 * 3 * sizeof *arr);

不幸的是，它不能以与锯齿状数组或数组数组相同的直观方式被索引（即arr[0][1] 是不可能的）。但通过一些巧妙的算术，它是可能的：arr[row_index * row_length + column_index] 将类似于 arr[row_index][column_index]（用于锯齿状数组或数组数组）。

Answer 2

arr 是一个平面数组，而不是多维数组。它通过传入网格大小来模拟多维数组。因此，如果它是 5x2，那么作为平面数组的 arr 将是 10 个整数，而不是另一个 2 列数组的 5 行数组。

因此，它使用简单的指针算法通过平面数组索引计算来模拟 r,c 维度

((arr + s1 * lenght_row) + s2)

Answer 3

如果你减少 paranthises 的数量，它会更容易理解：if (*(arr + s1 * lenght_row + s2) == 2)

二维数组有c 列和r 行。它们连续存储在内存中 row0 然后 row 1 它们 row2 ...

因此，要访问特定元素（行、列），您需要将行乘以“r”（即我们在行中拥有多少个元素并添加列。

Answer 4

对于初学者来说，像这样的 if-else 语句中的表达式

if (*((arr + s1 * lenght_row) + s2) == 1)

不正确。应该有

if (*((arr + s1 * lenght_column) + s2) == 1)

参数arr声明为

int *arr

类型为int *。因此，像 *arr 这样解引用指针，您将获得一个 int 类型的对象，您可能不会对其应用解引用运算符。

所以这个表达式

*(*(arr+s1)+s2)

不正确。子表达式*(arr+s1) 的类型为int。所以第二次使用 * 会产生编译错误。

在所示函数中，使用指向一维数组的指针模拟了一个二维数组。即一维数组通过 length_column 元素在逻辑上分成块。

这是一个演示程序。

#include <stdio.h>

#define ROW_LENGTH      2
#define COLUMN_LENGTH   3

void display( const int *arr, size_t row_length, size_t column_length )
{
    for ( size_t i = 0; i < row_length; i++ )
    {
        for ( size_t j = 0; j < column_length; j++ )
        {
            printf( "%d ", *( arr + i * column_length + j ) );
        }
        putchar( '\n' );
    }
}

int main(void) 
{
    int arr[ROW_LENGTH * COLUMN_LENGTH] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

    display( arr, ROW_LENGTH, COLUMN_LENGTH );

    return 0;
}

它的输出是

1 2 3 
4 5 6