C之多維數組和多維指針（三十一）

        我們在之前講到過指針的本質是變量，當然指針也就會占用一定的內存空間。我們便可以定義指針的指針來保存指針變量的地址值啦，這便是我們所說的二維指針啦。

        那么為什么需要指向指針的指針呢？指針的本質便是變量，對于指針也同樣存在傳值調用和傳址調用。我們來看看一個示例代碼，代碼如下

#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;
    
    if( (p != NULL) && (new_size > 0) )
    {
        pt = malloc(sizeof(int) * new_size);
        
        tmp = pt;
        
        len = (size < new_size ? size : new_size);
        
        for(i=0; i<len; i++)
        {
            *tmp++ = *pp++;
        }
        
        free(*p);
        
        *p = pt;
    }
    else
    {
        ret = 0;
    }
    
    return ret;
}

int main()
{
    char* p = (char*)malloc(5);
    
    printf("%p\n", p);
    
    if( reset(&p, 5, 3) )
    {
        printf("%p\n", p);
    }
    
    free(p);
    
    return 0;
}

        我們看到這個函數的功能是重置申請內存空間的大小，在最后打印的是重置前后的指針的地址。如果重置成功，地址便會改變，結果如下

        那么二維數組究竟是怎樣的呢？二維數組在內存中是以一維數組的方式排布的，它的第一維是一維數組。第二維才是具體的值，二維數組的數組名也可看做常量指針。下圖更形象的說明了

        那么我們接下來以代碼為例進行分析

#include <stdio.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;
}

        我們看到在程序的第17行定義了二維數組 a，在第18行則定義了指針 p ，指向二維數組的首元素的地址。接下來我們便打印了這個數組，在第35行我們調用 PrintArray 函數打印數組。結果如下

        我們看到二維數組在內存中也是呈一維分布的。那么一維數組名代表數組首元素的地址，二維數組名同樣也代表數組首元素的地址。如：int a[5]  a的類型為 int*； int m[2][5] m的類型為 int(*)[5]；   

        二維數組名可看做是指向數組的常量指針，它也可以看做是一維數組，只不過數組中的每個元素同樣也是同類型的一個數組。我們下來看看如何申請二維數組，代碼如下

#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;
}

        我們在主函數里申請了二維數組 a，打印并釋放它。我們來看看結果

        如我們所愿，二維數組已經申請好了。通過對多維數組和多維指針的學習，總結如下：1、C 與應用中只支持一維數組，并且它的大小必須在編譯期就作為常數確定；2、數組里的元素可以是任何類型的數據，甚至可以是另一個數組，這也就是多維數組的本質了。

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