二维数组与语法糖

谭庆波

发布于 2019-01-02 14:41:52

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发布于 2019-01-02 14:41:52

距离上一篇稿子大约又有一周多的时间了。在这一周多的时间里，我还是蛮感动的，因为有好多人还一直惦记着这个专栏~有一位头像贼眼熟的小姐姐还特意在我的CSDN博客下留言；前几天厂长还在粉丝群里@我，在催更的同时还问我可不可以再开一个C++专栏，我看到的时候已经很晚了，所以就没有在群里回复~

我力争把自己懂得，也给大家讲明白，当我看到越来越多的人鼓励我，就越发坚定地把C语言更完。不喜欢这个专栏也没关系，可以留言 DISS 我嘛~毕竟……我都觉得上面的话有点太自恋了[手动笑哭]……

言归正传，今天我们的主角还是指针，但是这回可能会有点甜哦，因为今天将给大家介绍C语言指针中的语法糖。

二维数组

我们知道 C 语言没有真正意义上的二维数组。二维数组的实现，只是简单地通过“线性扩展”的方式进行。如图所示，int b[4][5]; 就是定义 4 个元素，每个元素都是一个包含 5 个整型变量的一维数组。它在内存中依然是以线性的形式存储。

关于数组的三个问题

假设我们定义了二维数组array[4][5]，为了方便理解，使用如下的形式进行表述

array 表示的是什么？

显然同一维数组一样， array 是整个二维数组的首地址；在一维数组中，数组名是数组中第一个元素的地址，但是在二维数组中，数组名是第一行元素的地址。其实这个也很好理解，可以将整个二维数组当作是一个一维数组，那么一维数组中的每一个元素就是 array 中的一行。下面将通过代码的形式进行验证

我们初始化了一个全为 0 的数组，首先打印出了整型在内存中的大小，之后打印出 array 的地址，和 array 的下一个位置的地址。如果 array 指向的是数组中的第一行，那么 array 将指向数组中的第二行，array 与 array 之间差就是 5*sizeof(int)，也就是指针 array 的步长为 5 。执行上述代码可以得到如下的结果

整型在内存中的大小为 4 ，而 array + 1 与 array 的差正好是 20（0x16）。所以很明显，array 确实是数组中第一行元素的指针。

*(array+1)表示的是什么？

*(array+1) 称为 (array+1) 的解引用，也就是之前所讲的取值。我们可以从两个角度对他进行理解。首先从解引用的角度，从上面的分析可以知道，array 是数组中第一行元素的指针，也就是说 array 的地址是数组的首地址，步长是数组中每一行元素的总长度。因此 array + 1 所表示的数组的第二行的指针，对它进行解引用，实际上就是对 array +1所在的地址取值，很显然就是数组中第二行的第一个元素。

但是一个更好的角度是从语法糖的角度进行考虑。语法糖（Syntactic sugar）是由 Peter J. Landin（和图灵一样的天才人物，是他最先发现了 Lambda 演算，由此而创立了函数式编程）创造的一个词语，它意指那些没有给计算机语言添加新功能，而只是对人类来说更“甜蜜”的语法。语法糖往往给程序员提供了更实用的编码方式，有益于更好的编码风格，更易读。不过其并没有给语言添加什么新东西。

在 C 语言里用 a[n] 表示 *(a+n)，用 a[n][m] 表示 *(*(a+n)+m)，这就是语法糖的应用，因为在内部，编译器会自动将 a[n] 转换为 *(a+n) 的形式实现。同样我们之前学习过的 for 循环也是 while 循环的一种语法糖。

因此 *(array+1) == array[1] ，而 array[1] 又可以看作是二维数组中第二行元素所组成的子数组的名字，也就是数组中第二行第一个元素的地址。我们可以通过实验的方式的进行验证

在上面的代码中，首先初始化了一个数组，数组中的元素是各不相同的，之后打印输出 *(array+1) 以及对应的语法糖 array[1]，然后打印出数组中 array[1][0] 的地址，最后打印出对 array+1 的双重解引用，如果 *(array+1) 是 array[1]（即数组中第二行中第一个元素的地址），那么 **(array+1) 将表示第二行第一元素的值。执行代码的到如下的结果