将二维数组传递给C混淆中的函数

Question

我知道有很多类似的问题，但我找不到答案。

当在我下面的代码中将二维 [3] [4] 数组传递给函数时，编译器如何知道指针递增多远，在我们递增 3 的最后一个 printf() 的情况下x 4 个内存位置，如果函数参数中缺少数字 3？ 我的意思是，为什么只有 arr [] [4] 足够而不是 [3] [4]？谢谢

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int Fun(int arr[][4])
{
    printf("%p\n", arr);         // address of first element
    printf("%p\n", arr[0] + 1);  // address increments by 4, pointing to next "inner array" 
    printf("%p\n", arr + 1);     // how does it know to increment address by 3 x 4 here? The complete array size
}

int main()
{
    int arr[3][4] =
    {
        1,2,3,4,
        5,6,7,8,
        9,10,11,12
    };

    printf("%p\n", arr);
    printf("%p\n", arr[0] + 1);
    printf("%p\n", arr + 1);

    printf("Passing to function\n");

    Fun(arr);

    return 0;

    }

Answer 1

首先，Fun 应该定义为：

int Fun(int arr[][4])

而不是你拥有的，int Fun(int* arr[][4]);。

接下来，当计算Fun(arr) 时，arr 会自动从包含 3 个 4 个 int 的数组的数组转换为一个指向 4 个 int 的数组的指针。类似地，在Fun的声明中，int arr[][4]被自动调整为指向4个int数组的指针。所以如果你正确声明Fun，参数类型和参数类型将匹配。

您也可以将Fun 声明为：

int Fun(int (*arr)[4])

这与上述相同，因为自动调整将应用于上述声明。请注意，此处的星号通过括号与arr 分组。这使它成为指向int 数组的指针，而不是指向int 的指针数组。

现在，关于将打印的内容，main:

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

在此语句中，arr 将自动转换为指向其第一个元素的指针，因此它成为指向 4 个 int 的数组的指针。然后打印这个指针的值。注意：打印指针时，从技术上讲，您应该将它们转换为const void * 或void *，与printf("%p\n", (const void *) arr); 一样。但是，目前忽略这一点可能不会导致问题。

printf("%p\n", arr[0] + 1);

在此语句中，arr[0] 是arr 的第一个元素。第一个元素是 4 个int 的数组，它会自动转换为指向其第一个元素的指针。所以arr[0] 成为指向第一个int 的指针。然后加 1 使指针前进到下一个 int。结果可能是超出arr 四个字节的地址，具体取决于您的C 实现。 （它可能是不同数量的字节，但今天最常见的是四个。）

printf("%p\n", arr + 1);

在此语句中，arr 被转换为指向其第一个元素的指针，即 4 个int 的数组。加 1 前进到指向下一个元素的指针，即 4 int 的下一个数组。所以这可能会给地址增加 16 个字节。

然后，在Fun：

printf("%p\n", arr);         // address of first element

这里的arr 是一个指向4 个int 的数组的指针。它的值被打印出来，产生与main 中对应的printf 相同的地址。

printf("%p\n", arr[0] + 1);  // address increments by 4, pointing to next "inner array" 

这里arr[0]是arr所指向的对象，它是一个由4个int组成的数组。由于它是一个数组，它会自动转换为指向其第一个元素的指针，即int。所以这指向第一个int。然后加 1 前进到下一个int，这再次产生与main 中对应的printf 相同的地址。

printf("%p\n", arr + 1);     // how does it know to increment address by 3 x 4 here? The complete array size

在这种情况下，arr 是一个指向 4 个数组 int 的指针，加 1 会将其前进到下一个数组 4 个int，因此结果可能会超出 @987654375 的值 16 个字节@，这再次产生与main 中对应的printf 相同的地址。

如果您在Fun 和main 中看到printf 语句的不同值，这可能是因为int* 的声明不正确，并且因为int * 在您的C 实现中是8 个字节，相比之下四个int。该错误会使某些增量翻倍。您不应该在增量中看到任何三的倍数。

关于第一个维度，Fun 不需要知道第一个维度，因为它从不以第一个维度为单位推进任何指针。它只接收一个指向4个int数组的指针，它不需要知道那里有3个这样的数组。

Answer 2

详细的answer by Eric Postpischil 清楚地显示了 OP 代码中的所有问题。

我想指出，将指针传递给正确的类型会让编译器进行正确的指针运算：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void Fun(int (*arr)[3][4])
{
    printf("Address of the first element:   %p\n", (void *)*arr);
    printf("Address of the second row:      %p\n", (void *)(*arr + 1));
    printf("Address after the last element: %p\n", (void *)(arr + 1));
}

void Fun_vla(size_t rows, size_t cols, int (*arr)[rows][cols])
{
    printf("Address of the first element:   %p\n", (void *)*arr);
    printf("Address of the second row:      %p\n", (void *)(*arr + 1));
    printf("Address after the last element: %p\n", (void *)(arr + 1));
}

int main()
{
    int arr[3][4] =
    {
        {1,2,3,4},
        {5,6,7,8},
        {9,10,11,12}
    };

    Fun(&arr);
    puts("");
    Fun_vla(3, 4, &arr);
    return 0;
}