二维数组和指针答案

【问题标题】：2-D Arrays and pointers二维数组和指针
【发布时间】：2019-09-09 10:34:51
【问题描述】：

有人告诉我，编译器会在必要时将数组名称转换为指向数组第一个元素的指针。所以我用这个规则解决了很多问题，直到我看到这个都很好。

int main()
{
    int a[2][3] = {{1,2,3}, {5,6,7}}, (*p)[3];
    p = a[0];
    for(int i = 0; i < 3; i++)
        printf("%d", (*p)[i]);
}

输出是123，带有代码块。

我试图解决它：

(*p)[i]) 应与*((*p)+i)....(1) 相同

正如规则所说，“数组名称被转换为指向数组第一个元素的指针”。我将第二条指令p=a[0] 转换为p=&a[0][0] （因为a[0] 是一个子-数组名称，其第一个元素是a[0][0])。 所以(*p) 可以写成(*(&a[0][0]))。与a[0][0] 相同。所以 eqn (1) 变成了

*(a[0][0]+i).

这就是我卡住的地方。 a[0][0]+i 是一个元素而不是地址。所以对它应用* 操作符是无效的。但我也在原始代码中用p=&a[0][0]; 替换了声明p=a[0];，答案保持不变。我也将其替换为p=&a[0];。答案还是一样。现在我超级困惑。

【问题讨论】：

如果你编译程序，你将有得到类似 warning: assignment from incompatible pointer type [-Wincompatible-pointer-types] p=a[ 0] ;，这就解释了为什么它没有意义。
你被教导正确C11 Standard - 6.3.2.1 Other Operands - Lvalues, arrays, and function designators(p3) --- 你的实现是错误的，而不是p=a;。启用编译器警告（-Wall -Wextra -pedantic 用于 gcc/clang）和（/W3 用于 VS）并且在编译没有警告之前不要接受代码。 a[0] 是 int *，但是 p 是 int (*)[3]。由于a 将衰减为指向访问时第一个元素的指针（即3 int 的数组），a 与p 兼容，而不是a[0]。
@AnttiHaapala 是的，它产生了警告。但是为什么这不是编译错误？这是否意味着编译器已经自行将其转换为兼容类型？如果这个代码是在笔试中给我的，我应该将错误标记为我的正确选项吗？
不是编译错误，因为the C standard explicitly allows a compiler to successfully compile an invalid program, provided that required diagnostics are issued。这是为了允许使用 C 编译器来编译 1970 年代以来的各种 b0rken 代码等等......
太棒了，学习已经发生了——这让今天很美好......

标签： c pointers multidimensional-array array-formulas pointer-arithmetic

【解决方案1】：

二维数组是一维数组的数组

在一维数组中，

a[0] => *(a)     -> first element of array
a[1] => *(a + 1) -> second element of array

在二维数组中，

a => the adress of first array
a[0] => *(a)        -> the first array 
a[0][0] => *(*(a))     -> the first element of first array
a[0][1] => *(*(a) + 1) -> second element of first array
a[1][1] => *(*(a + 1) + 1) -> second element of second array

【讨论】：

不完全。 a[2][3] 在访问时衰减为 (*a)[3]（指向 int [3] 的指针），a[0]（即 int [3]）在访问时衰减为 int *访问（指向 int 的指针）。 C11 Standard - 6.3.2.1 Other Operands - Lvalues, arrays, and function designators(p3)
澄清一下，您的指针/索引等价物是正确的（尽管在倒数第二个缺少一个结束括号），问题是"2d arrays are array of pointer of pointers."。数组不是指针，指针也不是数组，它们是独立且不同的类型，即使数组在访问时将转换为指向它的第一个元素的指针。
是的，抱歉信息有误。可能最正确的定义就像2d arrays are array of pointer of arrays.，因为它们不是内存中的连续元素。如果我错了，你能纠正我吗？
没问题，没问题，我知道你的意图，但新的或在这个概念上苦苦挣扎的人不会。最好把语言整理一下。从技术上讲，二维数组是一维数组的数组，指针只有在第 6.3.2.1 节的应用中才会出现。
@1v3m：没有“二维数组是数组指针的数组”不是正确的定义。 int a[2][3]是2个数组的数组int，所有元素都是连续的。不涉及指针。

【解决方案2】：

此行不正确：

p = a[0];

p 的类型是指向 3 个数组 int 的指针。 a[0] 的类型是指向int 的指针。你的编译器应该给你一个警告。如果没有，请启用任何必要的开关来打开大部分或全部编译器警告。当编译器发出警告时，不要忽略它——确保在继续之前了解编译器发出警告的原因。启用将警告转化为错误的编译器功能是个好主意。

正确的说法是p = a; 或p = &a[0];。但是，让我们检查一下您的程序中发生了什么。在表达式a[0]：

根据下标运算符的定义，a[0] 等价于*(a+0)（技术上是(*((a)+(0)))，但在这种情况下我们不需要额外的括号）。
a 是一个数组，因此它被转换为指向其第一个元素的指针。所以a 被转换为指向a[0] 的指针。所以表达式现在是*(&a[0] + 0)。
将0添加到&a[0]不会改变它，所以结果是&a[0]，现在的表达式是*&a[0]。
将* 应用于指针会产生指向的事物，因此表达式变为a[0]。
a[0] 是一个由 3 个 int 组成的数组。由于它是一个数组，因此它被转换为指向其第一个元素的指针。所以结果实际上是&a[0][0]。

注意&a[0][0] 是指向int 的指针，正如我在上面所写的。所以现在我们看到p = a[0]; 在右侧有一个指向int 的指针，但在左侧有一个指向3 个int 的数组的指针。这违反了 C 标准中的约束，编译器必须为其发出诊断消息。

在警告之后，您的编译器可能会转换指针，导致 p 被设置为指向 a[0]。

我将第二条指令 p=a[0] 转换为 p=&a[0][0]（因为 a[0] 是一个子数组名称，其第一个元素是 a[0][0]）。所以(*p)可以写成(*(&a[0][0]))。

这是一个错误。尽管您执行了分配p = a[0]，但这并未将&a[0][0] 分配给p，并且p 的行为不像&a[0][0]。分配转换 &a[0][0] 为p 的类型。 p 仍然是它声明的类型，一个指向 3 int 的数组的指针。实际上，p 以 &a[0] 的值结束。

现在我们可以评估(*p)[i]：

p 是&a[0]，所以表达式变成(*&a[0])[i])。
*&a[0] 是a[0]，所以表达式变为a[0][i]。
从那里，我们可以继续进行通常的表达式求值，很明显，结果是元素 i of element 0 of a。

【讨论】：