关于C语言指针和数组的深入探讨

我们先看一个例子：

A.int a[3][4];

B.int b[12];

C.int (*p)[12];

 

他们分别是一个二维数组，一个一维数组，一个指向一维数组的指针。我们知道整型，用int表示，字符用char表示，一些基本的类型都有字面上的一种表示，那么像int a[3][4]这种它的字面上的表示是什么呢？编译器可不知道什么“指向整型的二维数组”之类的东西，实际上他们有自己的类型，不过不像基本类型那样统一明确。很大程度上，他们在不同编译器中给出的类型表示是不同的，如vc下面的int [3][4]，gcc下面的A3_A4_i，但是他们传递的意义是一样的。

 

我们知道数组可以跟指针转换。转换的本质就是“降维“，那么：

int [1][2][3]  ==>  int (*)[2][3]

int [3][4]      ==>   int (*)[4]

int [12]        ==>   int *

 

还有一个事实就是，C语言在赋值时要求类型匹配(当然很多同学都无视这些警告 -_-!)。所以当B赋值给C时，就会报警告，因为B类型为int [12]，而C为int (*)[12]，所以正确的赋值时p = &b，因为&b的类型就是int (*)[12]，一切就OK了。

 

这里不得不提一个问题就是a[3][4]降维之后为什么’3’没了，’4’还在？因为在内存布局上，一个二维数组(高维道理一样)，是以行为布局单位，一行挨一行的放。在这个例子里，我们知道3为行数，4为列数，所以降维意味着我们能看得更细，我们就看到了它在内存里是一行一行的(当然有的人眼更厉害，他可以看到每个字节。。。这是另一种情况，我们后面会说)。

 

这里分几点来说：

1.  赋值与比较

C语言属于强类型语言，类型检查比较严格，类型不匹配的会报警告，但是有些情况除外，即转换形式(如数组转换成等价的指针形式)一致的两个类型，是兼容的。

例如：int (*p)[4]和int a[3][4]，这时p=a的赋值时正常的，原因就是int [3][4]其等价的指针形式为int (*)[4]，而这个跟p的类型是相符的。

2.  加减运算

在开始的那个例子中，int a[3][4]的类型是int [3][4]，那么a + 1呢？

这里的a要转换为等价的指针形式来运算(数组加减。。。没听说过！)，那个a的指针形式就是int (*)[4]，运算时就要根据这个类型来算。另外一点，指针加减中的数字，是一个数量的意思，意思是加减n * sizeof(type),注意这里说的type是指针指向的类型，如本例，a是int (*)[4]类型，它指向的是int [4]

类型，那么加1，就以为这加1 * sizeof(int [4])，即16字节。

3.  取一个元素(就是前面所说的那种好眼力)

假设int a[3][3] = {{1,2,3}, {4,5,6},{7,8,9}},我们知道a[2][1]可以取到值8，那么*(*(a+2)+1)为什么也能取到这个值呢？有了上面所说的，理解应该比较简单了。我们最终要取得一个int，而现在摆在眼前的是int [3][3]类型，那么我们就可以通过一步步转换和降维来做到。a[2][1]，位于第3行中的第2个数(位于二维层面上的三行二列的位置)，所以我们先定位第3行，再在这一行中定位第2个数就行了。

a的指针等价形式为int (*)[3]，所以a+2，就是从开始位置，找到2*sizeof(int [3]),即第三行(记住在内存布局上，是一行一行挨在一起放的)，此时a+2的类型还是int (*)[3],因为指针上加减数字并不改变类型。此时*(a+2)就是为int (*)[3]的指针类型取内容，很明显得到的类型就是int [3]了。因为*(a+1)的类型为int [3],其等价的指针形式就是char *，自然*(a+1)+1，就是指向int [3]数组中的第二个元素，此时的类型还是char *，那么拿到最终的元素，用*来取内容就行了，也就是*(*(a+2)+1)。

 

编译器就是按照这些规则来处理千变万化的表达式，而只要按照规则，处理起来就是一样的道理，类似递归那样一层层处理下去。大家在碰到类似的情况时，按照这些方法去理解，去处理，问题就好解决了。