二维数组与数组指针详解

二维数组

深入理解二维数组

首先定义一个二维数组
```
int a[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};
#or int a[2][2]={1,2,3,4};
```
新的理解：我们可以这样认为，a可以看作是一个一维数组，包含2个元素，每个元素恰好是包含3个整型的元素，a这个名字的值成了指向一个包含3个整型元素的数组的指针（你学过数组指针就该知道，他们是一个道理，后面我会讲解数组指针）
然后开始讨论二维数组和数组名的关系

a表示的是整个数组的首地址，a[0]表示的是第一行的首地址，这两者在数值上是一样的，但含义不同（或者说类型不同），数组名a是对于整个数组，a[0]是对于第一行。

#打印 a a[0] 的值和 a[0][0] 的地址
cout << a << endl;#0x7ffffffee120
cout << a[0] << endl;#0x7ffffffee120
cout << &a[0][0] << endl;#0x7ffffffee120

所以a、a[0]的值和 a[0][0]的地址三个表达指向一个地址。

接着看每一行
```
cout << a[0] << endl;#0x7ffffffee120
cout << a[1] << endl;#0x7ffffffee12c
```
输出的结果是每行的首地址，两个地址之间相差12个字节，也就是三个int的大小。

下面我们通过a[0]和&a[0][0]这两个地址推导出其他位置的元素。

# 由a[0]推出其他,这里以第１行第１列为例
cout << a[0+1]+1 << endl;         #0x7ffffffee130
cout << *(a[0+1]+1) << endl;      #5
cout << a[0]+4 << endl;                #0x7ffffffee130
cout << *(a[0]+4) << endl;         #5# 由&a[0][0]推出其他, 这里以第１行第１列为例
cout << &a[0][0]+4<< endl;     #0x7ffffffee130
cout << *(&a[0][0]+4) << endl; #5

前两行通过加a[0]的索引得到其他行的首地址，然后再加偏移量得到元素地址，解引用获得该地址的值。

之后两行是直接计算a[0]的偏移量得到元素地址，解引用获得该元素地址的值。最后两行与直接加偏移量的情况相同。

由数组名得到其他元素
```
a
```
a是数组的名字，它的类型是“指向包含三个整型元素数组的指针”，默认指向第一行。
```
a+1
```
现在它指向了第二行，可以理解为当一个int*的指针指向一个数组的某一个int时，++他便指向了后一个int，同理，这里的数组指针指向了一个数组，所以++他就要指向下一个数组。
```
*（a+1）
```
若是int*解引用后我们拿到了int类型数据，那数组指针呢？实际上我们对一个数组的指针解引用，拿到的是一个数组。
```
*（a+1） == a[1]
```
*（a+1）就是第二行的数组名，如果你觉得这样表达很奇怪，那么a[1]和他意义相同。

我们现在拿到这个二维数组的第二行，第二行实际上就是一个一维数组，所以或许我们所有的处理都可以使用一维数组的方式。
```
*（a+1）+ 1
```
让他指向了这个数组中的第2个元素。
```
*（*（a+1）+ 1）
```
最后一步就可以拿到想要的值。

我们来看看一些关于取地址的问题
```
printf("%d\n",sizeof(a+1));//8//第二行的地址（指针的大小）
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//8
printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));//12
```
1、a是一个数组指针，加一后指向下一行他还是指针，sizeof中就是指针的大小了。

2、给a[0]取地址？a[0]是一个一维数组的名字，也就是一个指针，再次取地址后的结果就是一个二级指针。而之前我们对数组指针解引用得到数组名，这次刚好相反，所以&arr[0]你可以理解为，我们现在拿到了一个数组指针，对数组指针+1就是让他指向第二行，sizeof中就是指针的大小。（所以数组指针也叫二级指针）

3、对数组指针解引用拿到了第二行数组的名字，sizeof他就是第二行大小。

最后进行个小测试

int a[2][3] = {0};
printf("%d\n",sizeof(a));//24//输出这个二维数组的大小
printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));//4//第一个元素的大小（int）
printf("%d\n",sizeof(a[0]));//12//第一行的数组的大小
printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));//8//第一行第二个元素的地址（指针的大小）
printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));//4//第一行第二个元素的大小
printf("%d\n",sizeof(a+1));//8//第二行的地址（指针的大小）
printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));//12//第二行的大小
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//8//第二行的地址（指针的大小）
printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));//12//第二行的大小
printf("%d\n",sizeof(*a));//12//第一行的大小
printf("%d\n",sizeof(a[2]));//12//虽然越界了但是sizeof只是一个关键字他不关心这块空间是否真的存在

数组指针

为了更好的理解指针和二维数组的关系，我们先来定义一个指向 a 的指针变量 p：int (*p)[3] = a;

括号中的*表明 p 是一个指针，它指向一个数组，数组的类型为int [3]，这正是 a 所包含的每个一维数组的类型。[ ]的优先级高于*，( )是必须要加的，如果赤裸裸地写作int *p[4]，那么应该理解为int *(p[4])，p 就成了一个指针数组，而不是二维数组指针。

对指针进行加法（减法）运算时，它前进（后退）的步长与它指向的数据类型有关，p 指向的数据类型是int [3]，那么p+1就前进 3×4 = 12 个字节，p-1就后退 12 个字节，这正好是数组 a 所包含的每个一维数组的长度。也就是说，p+1会使得指针指向二维数组的下一行，p-1会使得指针指向数组的上一行。

指针数组和二维数组指针有着本质上的区别：指针数组是一个数组，只是每个元素保存的都是指针。二维数组指针是一个指针，它指向一个二维数组，以上面的 a为例，它占用 8个字节的内存。

等价关系：

a+i == p+i
a[i] == p[i] == *(a+i) == *(p+i)
a[i][j] == p[i][j] == *(a[i]+j) == *(p[i]+j) == *(*(a+i)+j) == *(*(p+i)+j)

小练习
```
int main()
{int arr[][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };int(*p)[3];p = arr;cout << p[0][0] << " " << *(p[0] + 1) << " " << (*p)[2] << endl;return 0;
}
```
1、p[0][0]按照下标访问第一行第一个元素，输出1。
2、*(p[0] + 1)这个让第一行指针指向第二个元素然后解引用，输出2。
3、(*p)[2]等同于 *(*p+2)，先解引用数组指针拿到第一行数组名，然后加到第3个位置解引用，输出3。

二维数组的传参

使用二维数组的传统定义方法传递参数

如果把数组名作为函数的参数的话，在编译的时候这个数组参数会自动退化为指针，因此以下两种写法虽然不同，但在编译之后是一样的，数组会退化成数组指针。

#include <iostream>
using namespace std;
/*以下两种写法本质上是一样的*/
int func1(int (*arr)[4]) {arr[0][2] = 20;return 0;
}
int func2(int arr[][4]) {arr[0][2] = 30;return 0;
}
int main(){int array[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; func2(array);cout << array[0][2] << endl;//fun1: 20 or fun2: 30return 0;
}

使用动态分配内存的方式申请空间，可以使用**传递参数

使用哪种方法定义的就使用哪种方式传参。

#include <iostream>
using namespace std;
int func1(int **arr) {cout << arr[0][1]<< endl;arr[0][2] = 20;    return 0;
}
int main(){int rows=3 ;int cols=4 ;int **arr = new int*[rows];//先使一个二级指针指向数组指针的地址for(int i = 0 ; i < rows ;++i ){arr[i] = new int [cols]();//为一级指针分配地址}arr[0][1]=100;func1(arr);cout << arr[0][2]<< endl;;//释放空间for(int i = 0; i < rows ;++i){delete [] arr[i];//先释放二维数组中每个元素指向的数组arr[i] = NULL;}delete [] arr;//在释放该数组指针；arr = NULL;
}