2维数组的名称和第一个元素是什么？

Question

在一小时学会C编程中，有这样一句话：

“与一维数组类似，多维数组的名称是指向第一个数组元素的指针。”

#include <stdio.h>

int m[2][4];

int main() {
    printf("%p\n", m);        // 1
    printf("%p\n", &(m[0]));  // 2
    printf("%p\n", m[0]);     // 3
    printf("%p\n", &m[0][0]); // 4
}

这会对所有语句输出相同的值。根据引用，1 == 2 和 3 == 4 是有道理的。但是我不理解 2 == 3 是怎么回事。m [0] 的地址怎么可能与 m [0] 相同呢？

- lf215

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因为这就是它的实现方式，正是由于这个原因 int *p = malloc(n * sizeof(int)) 才能够工作。尝试打印 &m，结果也会相同。因为对于数组来说，所有这些都没有被实际实现并且不占用内存，但仍然可以被使用并视为指向数组（或地址）的指针。 - infinite loop

OT: 转换说明符%p仅适用于void指针，因此代码应该像这样printf("%p\n", (void*) m);。对于其他三个printf()调用也是如此。否则将会引发未定义的行为。 - alk

这个问题已经以多少种方式被问过了？ - StoryTeller - Unslander Monica

与一维数组类似，多维数组的名称是指向第一个数组元素的指针。但是，不是所有情况下数组都会转换为指针，因此m仍然是一个数组，而不是指针。 - chux - Reinstate Monica

Answer 1

当分配二维（或任意维度）数组时，它只占用其元素的内存（不会为数组名或任何其他数组元素如 m[0] 和 m[1] 分配内存，在这种情况下，它们的作用类似于常量指针）。

因为实际上并没有为它们分配任何物理内存（甚至不需要），所以在尝试打印它们时将获得相同的地址。在你的情况下，由于它是一个二维数组，因为 m 指向 m[0]，而 m[0] 又指向 m[0][0]，获取所有这些地址都将给出相同的值（对于 m[1] 和 m[1][0] 也是如此）。

**为了更好地理解，可以参考以下内容（如果打印这些内容，它们将是这样的）

      _____         _____         _____
     |0x100|  -->  |0x100|  -->  |value|
0x100|_____|  0x100|_____|  0x100|_____|
       m            m[0]         m[0][0]

*value是m[0][0]的值。

在这里，m和m[0]像指针一样工作，但它们并没有被物理实现（不占用内存），编译器会处理如何对待它们。

*虽然我已经展示了m和m[0]都包含0x100，但实际上0x100包含m[0][0]的数据/值，但如果您执行任何操作，编译器就会按照这种方式处理它们。

**正因为如此，int *p = malloc(n * sizeof(int))是可能的，不同之处在于p现在占用内存，指向数组的起始地址。如果您将p视为int const *p，则可以像处理普通数组一样处理它，无需进行动态分配。

- infinite loop

Answer 2

一个数组仅包含数据，不包含其他任何东西。这些数据具有一个起始地址 - 即第一个元素的地址。

"多维数组的名称是指向第一个数组元素的指针"是一种过度简化且不正确的说法。数组不是指针，指针也不是数组。

但是，任何维度的数组名称在表达式中使用时，都会产生一个临时指向数组第一个元素的指针。这经常被称为"数组退化为指针"。

现在，这些行之间唯一不同的是指针类型：

1. 类型为int [2] [4]的数组退化为指向第一个元素的指针。2D数组中的第一个元素是类型为int [4]的1D数组。指向这样的数组的指针是一个数组指针，int (*)[4]。

2. &m [0]给出第一个元素的地址，即第一个1D数组的地址。因此，这与1）完全等价。

3. m [0]给出第一个元素，仍然是一个1D数组。它退化为指向其第一个元素的指针。 int [4]的第一个元素是一个int，因此我们得到了一个指向它的指针，即int*。

4. &m [0] [0]给出第一个数组的第一个元素的指针，即int*。与3）等价。

所有这些指针类型将具有相同的地址，因为2D数组从其第一项 - 1D数组 - 开始的地址相同。而1D数组又从其第一个整数开始的地址相同。

各种不同的指针类型只是高级语言语法。这些类型不是在机器代码中持久存在的东西，在那里一切都只是原始地址。

- Lundin

Answer 3

第一个维度将存储子数组（行）的地址。

例如，您有m[2] [4]，因此m [0]计算为包含来自m [0] [0]到m [0] [3]元素的第一行的地址，而m [1]计算为包含来自m [1] [0]到m [1] [3]元素的第二行的地址。

如果您尝试打印m [0]和m [1]，则会看到地址差异是在m [0]字节处的整个行的总大小。

- Pras

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好的。现在来谈另一个不准确之处：“m[0]存储第一行的地址”，实际上它并没有存储。发生的情况是m[0]“衰变”为第一行的地址。 - alk

我同意m[0]的值不是从存储中读取的，而是在引用时计算得出的。 - Pras