二位指針和二位數組理解

下面三種定義形式怎麼理解?怎麼動態分配空間?
(1)、int **Ptr;
(2)、int *Ptr[ 5 ]; 我更喜歡寫成 int* Prt[5];
(3)、int ( *Ptr )[ 5 ];

此文引自網上,出處不詳,但是覺得非常好。略改了一點。

多維數組一向很難,一般都採用一維數組,但是一旦要用到還真是頭疼。
閒話少說,這裏我就以三個二維數組的比較來展開討論:
     (1)、int **Ptr;
    (2)、int *Ptr[ 5 ]; 我更喜歡寫成 int* Prt[5];
     (3)、int ( *Ptr )[ 5 ];
     以上三例都是整數的二維數組,都可以用形如 Ptr[ 1 ][ 1 ] 的
方式訪問其內容;但它們的差別卻是很大的。下面我從四個方面對它們
進行討論:
     一、內容:
        它們本身都是指針,它們的最終內容都是整數。注意我這裏說
的是最終內容,而不是中間內容,比如你寫 Ptr[ 0 ],對於三者來說,
其內容都是一個整數指針,即 int *;Ptr[ 1 ][ 1   ] 這樣的形式才
是其最終內容。
     二、意義:
        (1)、int **Ptr 表示指向"一羣"指向整數的指針的指針。
        (2)、int *Ptr[ 5 ] 表示指向 5 個指向整數的指針的指針,或者說Ptr有5個指向"一羣"整數的指針,Ptr是這5個指針構成的數組的地址
        (3)、int ( *Ptr )[ 5 ] 表示指向"一羣"指向 5 個整數數組的指針的指針。
     三、所佔空間:
        (1)、int **Ptr 和 (3)、int ( *Ptr )[ 5 ] 一樣,在32位平臺裏,都是4字節,即一個指針。
        但 (2)、int *Ptr[ 5 ] 不同,它是 5 個指針,它佔5 * 4 = 20 個字節的內存空間。
     四、用法:
        (1)、int **Ptr
        因爲是指針的指針,需要兩次內存分配才能使用其最終內容。首
先,Ptr = ( int ** )new int *[ 5 ];這樣分配好了以後,它和(2)的
意義相同了;然後要分別對 5 個指針進行內存分配,例如:
   Ptr[ 0 ] = new int[ 20 ];
   它表示爲第 0 個指針分配 20 個整數,分配好以後, Ptr[ 0 ] 爲指
向 20 個整數的數組。這時可以使用下標用法 Ptr[ 0 ][ 0 ] 到
Ptr[ 0 ][ 19 ] 了。
       如果沒有第一次內存分配,該 Ptr 是個"野"指針,是不能使用
的,如果沒有第二次內存分配,則 Ptr[ 0 ] 等也是個"野"指針,也
是不能用的。當然,用它指向某個已經定義的地址則是允許的,那是另外
的用法(類似於"借雞生蛋"的做法),這裏不作討論(下同)。

例子:

C語言:

//動態分配二維數組空間
{
   m_iHight=10;//二維數組的高度
m_i;//二維數組的寬度
//動態分配一個二維數組m_ppTable內存空間
//其類型爲int
   //m_ppTable指向該數組
   int **m_ppTable;
   m_ppTable=new int *[m_iHight];

//動態分配m_iHight個類型爲int *的內存空間
//分配的是行地址空間
   for(int i=0;i
            m_ppTable[i]= new int[m_iWidth];

   //動態分配m_iWidth個類型爲int的內存空間
//分配的是某行的數值空間
}
//由此分配的二維數組空間並非是連續的
//可以使用m_ppTable[row][col]來給該二維數組賦值
//其中 0<=row
//釋放所分配的內存空間
{
    for(int i=0;i
       delete[m_iWidth]m_ppTable[i]; //以行爲單位釋放數值空間
    delete [m_iHight]m_ppTable;      //釋放行地址空間
}

int **a;
a=(int **)calloc(sizeof(int *),n);
for (i=0;i   a[i]=(int *)calloc(sizeof(int),n);
這樣就可以了
使用的時候就和普通的二維數組一樣
最後用
for(i=0;i   cfree(a[i]);
cfree(a);釋放內存
就可以了
       (2)、int *Ptr[ 5 ]
       這樣定義的話,編譯器已經爲它分配了 5 個指針的空間,這相當
於(1)中的第一次內存分配。根據對(1)的討論可知,顯然要對其進行一次
內存分配的。否則就是"野"指針。
       (3)、int ( *Ptr )[ 5 ]
       這種定義我覺得很費解,不是不懂,而是覺得理解起來特別吃力,
也許是我不太習慣這樣的定義吧。怎麼描述它呢?它的意義是"一羣"
指針,每個指針都是指向一個 5 個整數的數組。如果想分配 k 個指針,
這樣寫: Ptr = ( int ( * )[ 5 ] ) new int[ 5 * k ]。
這是一次性的內存分配。分配好以後,Ptr 指向一片連續的地址空間,
其中 Ptr[ 0 ] 指向第 0 個 5 個整數數組的首地址,Ptr[ 1 ] 指向第
1 個 5 個整數數組的首地址。
    綜上所述,我覺得可以這樣理解它們:
    int ** Ptr &lt;==> int Ptr[ x ][ y ];
    int *Ptr[ 5 ] <==> int Ptr[ 5 ][ x ];
    int ( *Ptr )[ 5 ] <==> int Ptr[ x ][ 5 ];
    這裏 x 和 y 是表示若干的意思。

_______________________________________________________________

1. C語言動態分配二維數組
(1)已知第二維
Code-1
char (*a)[N];//指向數組的指針
a = (char (*)[N])malloc(sizeof(char *) * m);
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//N, 一維數組
free(a);

 

(2)已知第一維
Code-2
char* a[M];//指針的數組
int i;
for(i=0; i<M; i++)
a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);
printf("%d/n", sizeof(a));//4*M, 指針數組
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
for(i=0; i<M; i++)
   free(a[i]);

 

(3)已知第一維,一次分配內存(保證內存的連續性)
Code-3
char* a[M];//指針的數組
int i;
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * M * n);
for(i=1; i<M; i++)
a[i] = a[i-1] + n;
printf("%d/n", sizeof(a));//4*M, 指針數組
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
free(a[0]);

 

(4)兩維都未知
Code-4
char **a;
int i;
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指針數組
for(i=0; i<m; i++)
{
a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);//分配每個指針所指向的數組
}
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
for(i=0; i<m; i++)
{
free(a[i]);
}
free(a);

 

(5)兩維都未知,一次分配內存(保證內存的連續性)
Code-5
char **a;
int i;
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指針數組
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * m * n);//一次性分配所有空間
for(i=1; i<m; i++)
{
a[i] = a[i-1] + n;
}
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
free(a[0]);
free(a);

 

2.C++動態分配二維數組
(1)已知第二維
Code-6
char (*a)[N];//指向數組的指針
a = new char[m][N];
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//N, 一維數組
delete[] a;

 

(2)已知第一維
Code-7
char* a[M];//指針的數組
for(int i=0; i<M; i++)
   a[i] = new char[n];
printf("%d/n", sizeof(a));//4*M, 指針數組
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
for(i=0; i<M; i++)
   delete[] a[i];

 

(3)已知第一維,一次分配內存(保證內存的連續性)
Code-8
char* a[M];//指針的數組
a[0] = new char[M*n];
for(int i=1; i<M; i++)
a[i] = a[i-1] + n;
printf("%d/n", sizeof(a));//4*M, 指針數組
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
delete[] a[0];

 

(4)兩維都未知
Code-9
char **a;
a = new char* [m];//分配指針數組
for(int i=0; i<m; i++)
{
a[i] = new char[n];//分配每個指針所指向 的數組
}
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
for(i=0; i<m; i++)
delete[] a[i];
delete[] a;

 

(5)兩維都未知,一次分配內存(保證內存的連續性)
Code-10
char **a;
a = new char* [m];
a[0] = new char[m * n];//一次性分配 所有空間
for(int i=1; i<m; i++)
{
a[i] = a[i-1] + n;//分配每個指針所指向的 數組
}
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
delete[] a[0];
delete[] a;

 

多說一句:new和delete要注意配對使用,即有多少個 new就有多少個delete,這樣纔可以避免內存泄漏!
3.靜態二維數組作爲函數參數傳遞
如果採用上述幾種方法動態分配二維數組,那麼將對應的數據類型作爲函數參數就可以了。這裏討論靜態二維數組作爲函數參數傳遞,即按照以下的調用 方式:
int a[2][3];
func(a);
C語言中將靜態二維數組作爲參數傳遞比較麻煩,一般需要指明第二維的長度,如果不給定第二維長度,則只能先將其作爲一維指針傳遞,然後利用二維 數組的線性存儲特性,在函數體內轉化爲對指定元素的訪問。
首先寫好測試代碼,以驗證參數傳遞的正確性:
(1)給定第二維長度
Code-11
void func(int a[][N])
{
printf("%d/n", a[1][2]);
}

 

(2)不給定第二維長度
Code-12
void func(int* a)
{
printf("%d/n", a[1 * N + 2]);// 計算元素位置
}

 

注意:使用該函數時需要將二維數組首地址強制轉換爲一維指針,即func((int*)a);

 

1. C語言動態分配二維數組
(1)已知第二維
Code-1
char (*a)[N];//指向數組的指針
a = (char (*)[N])malloc(sizeof(char *) * m);
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//N, 一維數組
free(a);
(2)已知第一維
Code-2
char* a[M];//指針的數組
int i;
for(i=0; i<M; i++)
a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);
printf("%d/n", sizeof(a));//4*M, 指針數組
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
for(i=0; i<M; i++)
   free(a[i]);
(3)已知第一維,一次分配內存(保證內存的連續性)
Code-3
char* a[M];//指針的數組
int i;
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * M * n);
for(i=1; i<M; i++)
a[i] = a[i-1] + n;
printf("%d/n", sizeof(a));//4*M, 指針數組
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
free(a[0]);
(4)兩維都未知
Code-4
char **a;
int i;
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指針數組
for(i=0; i<m; i++)
{
a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);//分配每個指針所指向的數組
}
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
for(i=0; i<m; i++)
{
free(a[i]);
}
free(a);
(5)兩維都未知,一次分配內存(保證內存的連續性)
Code-5
char **a;
int i;
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指針數組
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * m * n);//一次性分配所有空間
for(i=1; i<m; i++)
{
a[i] = a[i-1] + n;
}
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
free(a[0]);
free(a);
2.C++動態分配二維數組
(1)已知第二維
Code-6
char (*a)[N];//指向數組的指針
a = new char[m][N];
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//N, 一維數組
delete[] a;
(2)已知第一維
Code-7
char* a[M];//指針的數組
for(int i=0; i<M; i++)
   a[i] = new char[n];
printf("%d/n", sizeof(a));//4*M, 指針數組
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
for(i=0; i<M; i++)
   delete[] a[i];
(3)已知第一維,一次分配內存(保證內存的連續性)
Code-8
char* a[M];//指針的數組
a[0] = new char[M*n];
for(int i=1; i<M; i++)
a[i] = a[i-1] + n;
printf("%d/n", sizeof(a));//4*M, 指針數組
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
delete[] a[0];
(4)兩維都未知
Code-9
char **a;
a = new char* [m];//分配指針數組
for(int i=0; i<m; i++)
{
a[i] = new char[n];//分配每個指針所指向 的數組
}
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
for(i=0; i<m; i++)
delete[] a[i];
delete[] a;
(5)兩維都未知,一次分配內存(保證內存的連續性)
Code-10
char **a;
a = new char* [m];
a[0] = new char[m * n];//一次性分配 所有空間
for(int i=1; i<m; i++)
{
a[i] = a[i-1] + n;//分配每個指針所指向的 數組
}
printf("%d/n", sizeof(a));//4, 指針
printf("%d/n", sizeof(a[0]));//4, 指針
delete[] a[0];
delete[] a;
多說一句:new和delete要注意配對使用,即有多少個 new就有多少個delete,這樣纔可以避免內存泄漏!
3.靜態二維數組作爲函數參數傳遞
如果採用上述幾種方法動態分配二維數組,那麼將對應的數據類型作爲函數參數就可以了。這裏討論靜態二維數組作爲函數參數傳遞,即按照以下的調用 方式:
int a[2][3];
func(a);
C語言中將靜態二維數組作爲參數傳遞比較麻煩,一般需要指明第二維的長度,如果不給定第二維長度,則只能先將其作爲一維指針傳遞,然後利用二維 數組的線性存儲特性,在函數體內轉化爲對指定元素的訪問。
首先寫好測試代碼,以驗證參數傳遞的正確性:
(1)給定第二維長度
Code-11
void func(int a[][N])
{
printf("%d/n", a[1][2]);
}
(2)不給定第二維長度
Code-12
void func(int* a)
{
printf("%d/n", a[1 * N + 2]);// 計算元素位置
}
注意:使用該函數時需要將二維數組首地址強制轉換爲一維指針,即func((int*)a);
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