C++中的多维数组和指针

Question

假设我在C++中声明和初始化了以下多维数组：

unsigned a[3][4] = {
    {12, 6, 3, 2},
    {9, 13, 7, 0},
    {7, 4, 8, 5}
};

然后我执行这段代码：

cout << a << endl; // output: 0x7fff5afc5bc0
cout << a + 1 << endl; // output: 0x7fff5f0afbd0
cout << *a << endl; // output: 0x7fff5afc5bc0
cout << *a + 1 << endl; // output: 0x7fff5f0afbc4

我不太理解在这里发生了什么。

1. a 是第一个元素的地址，对吧？在单维数组中，*a 应该是第一个元素的值，但是它的值与 a 相同？！在这个情况下，*a 到底是什么意思？

2. 为什么 a + 1 和 *a + 1 不同？

- Willem-Aart

---

很多这样的帖子都在 Stack Overflow 上，可以搜索一下。 - P0W

尝试对 *(*a + 1) 和 **(a+1) 进行解引用，你就会看到它们各自指向的位置。 - vsoftco

请记住，二维数组的第一个元素是一个一维数组。 - M.M

Answer 1

你应该尝试查找一些关于指针、数组和数组指针衰减的好文档。在你的情况下，unsigned a[3][4] 是一个类型为 unsigned [3][4] 的二维数组。每当你将其称为 a 时，它会衰减为指向 unsigned[4] 的指针，因此 a 的衰减类型是 unsigned (*)[4]。因此，对其进行解引用会给你一个数组，所以 *a 就是数组 [12, 6, 3, 2]（严格来说，它是指向数组第一个元素的指针）。

现在，a+1 的意思是“将指向 unsigned[4] 的指针增加 1”，在你的例子中，它在内存中“跳过”了 4 个 unsigneds，所以现在 a+1 指向你的示例中索引为 1 的“行”。对其进行解引用 *(a+1) 得到的是数组本身（[9,13,7,0]）（即其第一个元素的指针），再次解引用会得到第一个元素，即 **(a+1) 等于 9。

另一方面，*a+1 首先对 a 进行解引用，因此你得到第一行，即 [12,6,3,2]（再次强调，严格来说是该行的第一个元素的指针）。然后你将其增加了一个，所以最终它指向了元素 6。再次解引用，*(*a+1) 就得到了 6。

定义等价于 a 可能会有所帮助。

typedef unsigned T[4]; // or (C++11) using T = unsigned[4];
T a[3]; // Now it's a bit more clear how dereferencing works

- vsoftco

Answer 2

二维数组是由数组组成的数组。 你可以将 a 视为

a = { a[0], a[1], a[2]} 

并且 a[0]、a[1]、a[2] 分别代表

a[0] = { a[0][0], a[0][1], a[0][2], a[0][3]};
a[1] = { a[1][0], a[1][1], a[1][2], a[1][3]};
a[1] = { a[2][0], a[2][1], a[2][2], a[2][3]};

分析您的第一个问题

a 是第一个元素的地址，对吗？

是的，a 是第一个元素的地址，而 a 的第一个元素是 a[0]，它是 a[0][0] 的第一个元素的地址。

*a 应该是第一个元素的值，但为什么它和 a 相同呢？

是的，*a 应该是指向 a[0] 的第一个元素的值。我们可以看到，a[0] 是 a[0][0] 的地址，因此 a 也是一样的。因此，*a 和 a 具有相同的值，即 a[0][0] 的地址。

在这个上下文中，*a 的意思是什么？

之前已经回答过了，*a 是第一个数组的第一个元素 a[0][0] 的地址，*(a+1) 是第二个数组的第一个元素 a[1][0] 的地址。

分析您的第二个问题

为什么 a + 1 不同于 *a + 1？

此时，您可能可以自己回答这个问题。

a 是 a[0] 的地址，那么
a+1 是 a[1] 的地址，它保存了 a[1][0] 的地址。您可以通过打印值来验证。

cout<<**(a+1)<<endl; // 9

另一种方式是*a表示a[0]的值，即a[0][0]的地址。 因此，*a+1表示a[0][1]的地址。您可以打印该值：

cout<<*(*a+1)<<endl; // 6

- ashiquzzaman33