【时时三省】(C语言基础)通过指针引用多维数组

山不在高，有仙则名。水不在深，有龙则灵。 ----CSDN 时时三省

指针变量可以指向一维数组中的元素，也可以指向多维数组中的元素。但在概念上和使用方法上，多维数组的指针比一维数组的指针要复杂一些。

1.多维数组元素的地址

为了说清楚指向多维数组元素的指针，先想一下多维数组的性质，以二维数组为例设有一个二维数组a，它有3行4列。它的定义为

int a [ 3 ] [ 4 ] = {{ 1，3，5，7 }，{ 9，11，13，15 }，{ 17，19，21，23 }}；

a是二维数组名。a数组包含3行，即3个行元素；a [ 0 ]，a [ 1 ]，a [ 2 ]。而每一个行元素又是一个一维数组，它包含4个元素（即4个列元素）。例如，a [ 0 ]所代表的一维数组又包含4个元素：a [ 0 ] [ 0 ]，a[0][1]，a[0][2]，a[0][3]，可以认为二维数组是“数组的数组”，即二维数组a是由3个一维数组所组成的。

从二维数组的角度来看，a代表二维数组首元素的地址，现在的首元素不是一个简单的整型元素，而是由4个整型元素所组成的一维数组，因此a代表的是首行（即序号为0的行）的起始地址。a +1代表序号为1的行的起始地址。如果二维数组的首行的起始地址为2000，一个整型数据占4个字节，则a +1的值应该是2000 + 4×4 = 2016（因为第0行有4个整型数据）。a +1指向a[1]，或者说，a +1的值是a[1]的起始地址。a + 2代表a[ 2 ]的起始地址，它的值是2032。

a [ 0 ]，a [ 1 ]，a [ 2 ]既然是一维数组名，已知，数组名代表数组首元素地址，因此a [ 0 ]代表一维数组a [ 0 ]中第0列元素的地址，即& a[0][0]。同理，a[ 1 ]的值是&a [ 1 ] [ 0 ]， a [ 2 ]的值是&a[2][0]。

请考虑a数组0行1列元素的地址怎么表示? a [ 0 ]是一维数组名，该一维数组中序号为1的元素的地址显然应该用a [ 0 ] +1来表示。此时“a [ 0 ] +1”中的1代表1个列元素的字节数，即4个字节。a[0]的值是2000，a [ 0 ] +1的值是2004（而不是2016），这是因为现在是在一维数组范围内讨论问题的，正如有一个一维数组x，x+1是其第1个元素x [ 1 ]的地址一样。a [ 0 ] + 0，a [ 0 ] +1，a [ 0 ] + 2，a [ 0 ] + 3分别是a [ 0 ] [ 0 ]，a [ 0 ] [ 1 ]，a[0][2]a[0][ 3 ]元素的地址（即& a [ 0 ] [ 0 ]，& [ 0 ] [ 1 ]，&[ 0 ] [ 2 ]，& [ 0 ] [ 3 ]）。

前已述及，a [ 0 ]和* ( a + 0 )等价，a [ 1 ]和*( a +1 )等价，a [i]和*( a + i )等价。因此，a [ 0 ] +1和* ( a + 0 ) +1都是& a [ 0 ] [ 1 ]。a [ 1 ] + 2和* ( a +1 ) + 2的值都是&a [ 1 ] [ 2 ]。请注意不要将* ( a +1 ) + 2错写成* ( a +1 + 2 )，后者变成* ( a + 3 )了，相当于a [ 3 ]。

进一步分析，欲得到a [ 0 ] [ 1的值，用地址法怎么表示呢?既然a [ 0 ] +1和= ( a + 0 ) +1是[ 0 ] [ 1 ]的地址，那么，* ( a [ 0 ] +1 )就是a [ 0 ] [ 1 ]的值。同理，* ( * ( a + 0 ) +1 )或* ( * a +1 )也是a [ 0 ] [ 1 ]的值。* ( a [ i ] + j )或* ( * ( a + i ) + i )是a [i][j]的值。务请记住* ( a + i )和a [ i ]是等价的。

a [ i ]的性质作进一步说明。a [ i ]从形式上看是a数组中序号为i的元素。如果a是一维数组名，则a [ i ]代表a数组序号为i的元素的存储单元。a [ i ]是一个有确定地址的存储单元。但如果a是二维数组，则a[i]是一维数组名，它只是一个地址，并不代表一个存储单元，也不代表存储单元中的值（如同一维数组名只是一个指针常量一样）。a，a + i，a [ i ]，* ( a + i )，* ( a + i ) + j，a[ i ]+ j都是地址。而* ( a [ i ] + j )和* ( * ( a + i ) + j )是二维数组元素a [ i ] [ j ]的值。

a +1和* ( a +1 )的值都是2016。有些人认为a +1是地址，* ( a +1 )是该地址指向的存储单元中的内容，怎么会是同一个值呢?的确，二维数组中有些概念比较复杂难懂，要仔细消化，反复思考。

首先说明，a +1是二维数组a中序号为1的行的起始地址（序号从0起算），而*（a +1）并不是a +1单元的内容（值），因为a +1并不是一个数组元素的地址，也就谈不上存储单元的内容了。* ( a +1 )就是a [ 1 ]，而a [ 1 ]是一维数组名，所以也是地址，它指向a [ 1 ] [ 0 ]。a[ 1 ]和* (a +1 )都是二维数组元素a [ 1 ] [ 0 ]的地址的不同的表示形式。

说明：C语言的地址信息中既包含位置信息（如内存编号2000），这包含它所指向的数据的类型信息。现在a [ 0 ]是一维数组名，它是一维数组中起始元素的地址，a是二维数组名，它是二维数组的首行起始地址，二者的纯地址是相同的;即2000，但它们的基类型不同，即它们指向的数据的类型不同，前者是整型数据，后者是一维数组。如果用一个指针变量pt来指向此一维数组，应当这样定义：int ( * pt ) [ 4 ] ;表示pt指向由4个整型元素组成的一维数组，此时指针变量pt的基类型是由4个整型元素组成的一维数组。

再次强调：二维数组名（如a）是指向行（一维数组）的。因此a +1中的“1”代表一行中全部元素所占的字节数。一维数组名（如a [ 0 ]，a [ 1 ]）是指向列元素的。a [ 0 ] +1中的1代表一个a元素所占的字节数。在指向行的指针前面加一个*，就转换为指向列的指针。例如，a和a +1是指向行的指针，在它们前面加一个*就是* a和* ( a +1 )，它们就成为指向列的指针，分别指向a数组0行0列的元素和1行0列的元素。反之，在指向列的指针前面加&，就成为指向行的指针。例如a [ 0 ]是指向0行0列元素的指针，在它前面加一个8，得& a[0]，由于a [ 0 ]与* ( a + 0 )等价，因此& a [ 0 ]与& * a等价，也就是与a等价，它指向二维数组的0行。

注意：不要把& a [ i ]简单地理解为a [i]元素的存储单元的地址，因为并不存在a [ i ]这样一个实际的数据存储单元。它只是一种地址的计算方法，能得到第i行的起始地址，& a [ i ]和a[ i ]的值是一样的，但它们的基类型是不同的。& a[ i ]或a + i指向行，而a [ i ]或* ( a + i )指向列。当列下标j为0时，& a[i]和a[i]（即a[i]+j）值相等，即它们的纯地址相同，但应注意它们所指向的对象的类型是不同的，即指针的基类型是不同的。* ( a + i )只是[ i ]的另一种表示形式，不要简单地认为* ( a + i )是“a + i所指单元中的内容”。在一维数组中a + i所指的是一个数组元素的存储单元，在该单元中有具体值，上述说法是正确的。而对二维数组，a + i不是指向具体存储单元而是指向行（即指向一维数组）。在二维数组中，a + i、a [ i ]，* ( a + i )，& a [ i ]，&a[i][0]的值相等，即它们都代表同一地址，但基类型不同。