娓娓道來c指標 (5)c數組本質

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                              (5)c數組本質

c中的數組是一種彙總類型，把同種類型的元素按順序儲存，即是數組。c中數群組類型的特點在於：它是嵌套定義的。

看下一個二維數組int array[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};的記憶體儲存形式：

c中的數組是嵌套定義的：二維數組的元素是一維數組，三維數組的元素是二維數組……

像array[2][3]這樣的二維數組，是由兩個一維數組組成的：array[0]、array[1]，這兩個一維數組的規模都是array的第二個下標3。同時，array[0]、array[1]就是兩個一維數組名。由於元素都是順序儲存的，故可以通過以下的方式挨個訪問array中元素：

int main(void){int array[2][3] = {{ 1, 2, 3 },{ 4, 5, 6 }};//讓p指向數組首元素int *p = &array[0][0];while (p < &array[1][3]){printf("%4d", *p);p++;}printf("\n\n");return 0;}

運行

這種訪問方式能夠成功，關鍵就在於c中的多維陣列本質是數組的數組，並且元素順序儲存。

在代碼中出現了&array[1][3]，是不是越界了呢？理論上array[1][2]是array的最後一個元素，array[1][3]正好是其下一個，這裡我們取其地址，而不是訪問元素，這是可以的。

下面來探討一下這三個數組名：array、array[0]和array[1]是何種類型的指標。

首先，在(3)數組和指標中，我們提到過，對於數組int array[N];(N是一常量)。數組名array是一指向數組首元素的常量指標(也就是說，不可再指向別的儲存單元)，而&array是一指向整個數組的指標。這裡以此類推：

1. array[0]是指向array[0][0]的指標，類型是int *。&array[0]是指向數組的指標，類型是int(*)[3]。
   
2. array[1]和array[0]類型相同，&array[1]和&array[0]的類型相同。當然，只是類型相同，值不同。
   
3. array應是指向array[0]的指標，而array[0]是一個一維數組int [3]，故array是一個指向一維數組的指標，類型是int(*)[3]。&array應是指向整個二維數組的指標，類型是int(*)[2][3]。

做實驗驗證：

int main(void){int array[2][3] = {{1, 2, 3},{4, 5, 6}};int *pa = array[0];int (*pb)[3] = &array[0];int (*pc)[3] = array;int (*pd)[2][3] = &array;return 0;}

編譯下，無任何警告，我們的猜想正確。以上兩個實驗可以充分說明c數組的本質： 數組的數組。
小測一下;三維數組 int array[2][3][4]; array的類型？&array的類型？array[0]的類型？array[0][0]的類型？(答案在最後，先想想，再看答案。)
另一種測試，使用指標運算來驗證

int main(void){int array[2][3] = {{1, 2, 3},{4, 5, 6}};int *pa = array[0];int (*pb)[3] = &array[0];int (*pc)[3] = array;int (*pd)[2][3] = &array;printf("array...%p\n", array);printf(" pa+1...%p\n", pa + 1);printf(" pb+1...%p\n", pb + 1);printf(" pc+1...%p\n", pc + 1);printf(" pd+1...%p\n", pd + 1);return 0;}

運行
計算後四者和array的差值，結論即可得到。
總結c數組的本質是：數組的數組。至於數組名 array 和 &array 的指標類型問題，只需記憶兩點，其它可推理。這兩點是：

1. array指向數組首元素，弄清楚了元素類型是什麼，指標類型自然就推出來了。
2. &array被規定為指向整個數組，它的類型更簡單。

測試答案array的類型是int(*)[3][4]；&array的類型是int(*)[2][3][4]；array[0]的類型是int(*)[4]；array[0][0]的類型是int*。
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