指向多维数组的指针变量

指向多维数组的指针变量

1 多维数组的指针

多维数组可以看作是一维数组的延伸，多维数组的内存单元也是连续的内存单元。换句话说，C语言实际上是把多维数组当成一维数组来处理的。下面以二维数组为例说明这个概念。

比如，现在有一个int型的二维数组a[3][4]，计算机认为这是一个一维的数组a[3]，数组的三个元素分别是a[0]，a[1]和a[2]。其中每个元素又是一个一维数组，例如a[0]又是一个包含a[0][0]，a[0][1]，a[0][2]和a[0][3]共4个元素的数组。如果我们要引用数组元素a[1][2]，可以首先根据下标1找到a[1]，然后在a[1]中找到第3个元素a[1][2]。假设数组a的起始地址为FF10，对应的内存情况如图：

DS:FF10 a[0][0] DS:FF12 a[0][1] DS:FF14 a[0][2] DS:FF16 a[0][3]

DS:FF18 a[1][0] DS:FF1A a[1][1] DS:FF1C a[1][2] DS:FF1E a[1][3]

DS:FF20 a[2][0] DS:FF22 a[2][1] DS:FF24 a[2][2] DS:FF26 a[2][3]

可以看到，二维数组a[3][4]的12个元素在内存中是顺序排列的，因此&a[0][0]是数组第一个元素的地址，为FF10。

a[0][0]，a[0][1]这些数组元素都有具体的内存单元值。但是，a[0]，a[1]和a[2]这三个数组元素不占用内存单元，它们只是代号（其实就是一个指针常量），是虚拟的东西。a[0]本身又是一个数组，包含a[0][0]，a[0][1]，a[0][2]和a[0][3]，那么a[0]作为数组名称，按照C语言的语法，a[0]就是数组首地址，也就是数组第一个元素的地址，即a[0][0]的地址FF10。同理，a[1]是第一个元素a[1][0]的地址，即FF18；a[2]是第一个元素a[2][0]的地址，即FF20。

相对于a[0]，a[1]和a[2]来说，a也是数组的名称，是数组的首地址，即FF10。a是指向数组首地址的指针，a+1代表什么？a是数组名称，a[0]，a[1]和a[2]是元素，那么a+1就是&a[1]（如果一个一维数组int b[3]，那么b+1是不是&b[1]？），即第二行元素的首地址，指针值为FF18。同理，a+2就是&a[2]，指针值为FF20。

也可以换个角度去理解。a是数组首地址，指向二维数组第一行的首地址；计算a+1时，指针a跳过的是整个a[0]，a+1指向二维数组第二行的首地址。指针a在做加法时，跳过的是一行元素。

a[1]+1代表什么？指针a[1]是一维数组a[1]中第一个元素a[1][0]的地址FF18。对于一维数组a[1]来说，指针a[1]+1指向了a[1]中第二个元素a[1][1]的地址，即FF1A。这里指针加法的单位是一列，每次跳过a[1]中的一个数组元素。

*a代表什么？*a也就是*(a+0)，数组第一个元素的值，即a[0]。前面讲过，a[0]是一个代号，它不是一个具体元素的值，而是内嵌的一维数组a[0]的名字，a[0]本身也是一个指针值。同理，*(a+1)就是a[1]，*(a+2)就是a[2]。

如果要访问二维数组里第i行第j列的某个元素，可以直接引用a[i-1][j-1]，也可以使用指针的方法。指向第i行第j列元素的指针为a[i]+j，或者*(a+i)+j，因此，间接用指针引用二维数组里第i行第j列的某个元素，可以表示为*(a[i]+j)或者*(*(a+i)+j)。特别需要指出的是，a[i]不是一个具体的数组元素，它是一个代号，实际上是一个指针值，代表i+1行里中第一个元素的首地址。

因此&a[i]不能直接理解为a[i]的物理地址，a[i]不是变量，不存在物理地址；&a[i]代表第i+1行的行指针值，和a+i等价。同样，*a[i]也不能理解为对一个数组元素进行指针运算符操作。a[i]是一个指针值，是i+1行中第一个元素的首地址，那么*a[i]就是i+1行里中第一个元素的值，即a[i][0]。

总之，二维数组a[i][j]的指针由于出现了虚拟的a[i]这个概念，所以对于初学者很不好理解，请读者仔细消化理解。下表是上述概念的综合：

main()

{

int a[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12},i,j;

/*打印a*/

printf("\na=%X", a);

/*打印a+i, &a[i]*/

for(i=0;i<3;i++)

printf("\na+%d=%X, &a[%d]=%X", i,a+i,i,&a[i]);

/*打印a[i], *(a+i)*/

for(i=0;i<3;i++)

printf("\na[%d]=%X, *(a+%d)=%X", i,a[i],i,*(a+i));

/*打印a[i]+j, *(a+i)+j, &a[i][j]*/

for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<4;j++)

printf("\na[%d]+%d=%X, *(a+%d)+%d=%X, &a[%d][%d]=%X",

i,j,a[i]+j, i,j,*(a+i)+j, i,j,&a[i][j]);

/*打印**(a+i), *a[i]*/

for(i=0;i<3;i++)

printf("\n**(a+%d)=%X, *a[%d]=%X", i, **(a+i),i, *a[i]);

/*打印*(a[i]+j), *(*(a+i)+j), a[i][j]*/

for(i=0;i<3;i++)

for(j=0;j<4;j++)

printf("\na[%d]+%d=%d, *(a+%d)+%d=%d, &a[%d][%d]=%d",

i,j,*(a[i]+j), i,j,*(*(a+i)+j), i,j,a[i][j]);

}

程序运行的结果为（打印的地址值是动态分配的，不同环境下可能不同；但数组的地址偏移量是相同的）：

a=FFBE

a+0=FFBE, &a[0]=FFBE

a+1=FFC6, &a[1]=FFC6

a+2=FFCE, &a[2]=FFCE

a[0]=FFBE, *(a+0)=FFBE

a[1]=FFC6, *(a+1)=FFC6

a[2]=FFCE, *(a+2)=FFCE