c语言深度剖析(34)—多维数组和多级指针

1.指向指针的指针

• 指针的本质是变量 
• 指针会占用—定的内存空间 
• 可以定义指向指针的指针来保存指针变量的地址值

int main()
{
	int i = 0;
	int *p = NULL;   // 定义指针变量p 
	int **pp = NULL; // 定义二级指针变量pp 
	
	pp = &p;         // 二级指针变量pp保存指针变量p的地址 
	
	*pp = &i;        // 指针变量p保存变量i的地址
	
	return 0;
 }  

2.问题

• 为什么需要指向指针的指针？
  • 指针在本质上也是变量
  • 对于指针也同样存在传值调用与传址调用

3.编程实验

• 重置动态空间大小    

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

int reset(char **p, int size, int new_size)
{
	int ret  = 1;
	int i  = 0;
	int len  = 0;
	char *pt  = NULL;
	char *tmp  = NULL;
	char *pp  = *p;  // *p --》 main中的p

	if ((p  != NULL) && (new_size  > 0))
	{
		pt  = (char *)malloc(new_size);

		tmp  = pt;

		len  = (size  < new_size) ? size  : new_size;

		for (i = 0; i < len; i++)
		{
			*tmp++ = *pp++;   // 将原来动态申请的空间的值放到新申请的空间    
		}

		free(*p);  // 释放原来申请的空间
		*p  = pt;  // 指针指向新的内存空间
	}
	else  
	{
		ret  = 0;
	}

	return ret;
}

int main()
{
	char *p  = (char *)malloc(5);

	printf("%p\n", p);

	if (reset(&p, 5, 3))       //传址调用
	{
		printf("%p\n", p);
	}

	free(p);

	return 0;
}

• 运行结果：
• 实参为指针的地址，所以形参为二级指针

4.二维数组与二级指针 

• 二维数组在内存中以一维的方式排布 
• 二维数组中的第一维是一维数组 
• 二维数组中的第二维才是具体的值 
• 二维数组的数组名可看做指针常量       

#include <stdio.h>

int main()
{
	int arr[3][3] =
	{
		{1,2,3},
		{4,5,6},
		{7,8,9}
	};

	int(*p)[3] = &arr[0]; //arr[0]类型为int[3], &arr[0]类型为int (*) [3]

	printf("arr[0][0] = %d\n", (*p)[0]); // 1

	p++;

	printf("arr[1][0] = %d\n", (*p)[0]); // 4

	return 0;
}

• 运行结果：

5.编程实验 

• 遍历二维数组   

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

void printArray(int a[], int size)
{
	int i = 0;

	printf("printArray: %d\n", sizeof(a));

	for (i = 0; i < size; i++)
	{
		printf("%d\n", a[i]);
	}
}

int main()
{
	int a[3][3] = { {0, 1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8} };
	int *p = &a[0][0];

	int i = 0;
	int j = 0;

	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		for (j = 0; j < 3; j++)
		{
			printf("%d, ", *(*(a + i) + j));  // *(a+i)=>a[i], *(a[i]+j)=>a[i][j]
		}

		printf("\n");
	}

	printf("\n");

	printArray(p, 9);

	return 0;
}

• 运行结果：
• 二位数组在内存中是按一维的方式排列的。

6.数组名 

• —维数组名代表数组首元素的地址 
  • int a[5]        a的类型为int* 
• 二维数组名同样代表数组首元素的地址 
  • int a[2][5]   a的类型为int(*) [5]   
  • （两个元素a[0], a[1]，每个元素的类型是int[5]，即每个元素都是一个一维数组，&a[0]的类型就是int (*) [5]）
  • 结论： 
    • 二维数组名可以看做是指向数组的指针常量 
    • 二维数组可以看做是—维数组 
    • 二维数组中的每个元素都是同类型的—维数组

7.编程实验

• 动态申请二维数组

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

int** malloc2d(int row, int col)
{
    int** ret = NULL;
    
    if( (row > 0) && (col > 0) )
    {
        int* p = NULL;
        
        ret = (int**)malloc(row * sizeof(int*));
        p = (int*)malloc(row * col * sizeof(int));
        
        if( (ret != NULL) && (p != NULL) )
        {
            int i = 0;
            
            for(i=0; i<row; i++)
            {
                ret[i] = p + i * col;
            }
        }
        else
        {
            free(ret);
            free(p);
            
            ret = NULL;
        }
        
    }
    
    return ret;
}

void free2d(int **p)
{
    if( *p != NULL )
    {
        free(*p);
    }
    
    free(p);
}

int main()
{
    int **a = malloc2d(3, 3);
    int i = 0;
    int j = 0;
    
    for(i = 0; i<3; i++)
    {
        for(j=0; j<3; j++)
        {
            printf("%d, ", a[i][j]);
        }
        
        printf("\n");
    }
    
    free2d(a);
    
    return 0;
}

• 运行结果：

8.小结

• C语言中只支持—维数组 
• C语言中的数组大小必须在编译期就作为常数确定 
• C语言中的数组元素可以是任何类型的数据 
• C语言中的数组的元素可以是另—个数组