C语言不规则数组和指针

不规则数组是每一行的列数不一样的二维数组,其原理如下图所示,图中的数组有3行,每行有不同的列数。

不规则数组

在了解如何创建不规则数组之前,让我们先看一下用复合字面量创建的二维数组。复合字面量是一种C构造,前面看起来像类型转换操作,后面跟着花括号括起来的初始化列表。下面是整数常量和整数数组的例子,我们将其作为声明的一部分:

(const int) {100}
(int[3]) {10, 20, 30}

下面的声明把数组声明为整数指针的数组,然后用复合字面量语句块进行初始化,由此创建了数组arr1

int (*(arr1[])) = {
    (int[]) {0, 1, 2},
    (int[]) {3, 4, 5},
    (int[]) {6, 7, 8}};

这个数组有3行3列,将数组元素用数字0到8按行–列顺序初始化。下图说明了数组的内存布局。

二维数组

下面的代码片段打印每个数组元素的地址和值:

for(int j=0; j<3; j++) {
    for(int i=0; i<3; i++) {
        printf("arr1[%d][%d] Address: %p Value: %d\n",
            j, i, &arr1[j][i], arr1[j][i]);
    }
    printf("\n");
}

执行后会得到如下输出:

arr1[0][0] Address: 0x100 Value: 0
arr1[0][1] Address: 0x104 Value: 1
arr1[0][2] Address: 0x108 Value: 2

arr1[1][0] Address: 0x112 Value: 3
arr1[1][1] Address: 0x116 Value: 4
arr1[1][2] Address: 0x120 Value: 5

arr1[2][0] Address: 0x124 Value: 6
arr1[2][1] Address: 0x128 Value: 7
arr1[2][2] Address: 0x132 Value: 8

稍微修改一下声明就可以得到一个不规则数组,就是图4-18中展示的那个。数组声明如下:

int (*(arr2[])) = {
    (int[]) {0, 1, 2, 3},
    (int[]) {4, 5},
    (int[]) {6, 7, 8}};

我们用了3个复合字面量声明不规则数组,然后从0开始按行–列顺序初始化数组元素。下面的代码片段会打印数组来验证创建是否正确,因为每行的列数不同,所以需要3个for循环:

int row = 0;
for(int i=0; i<4; i++) {
    printf("layer1[%d][%d] Address: %p Value: %d\n",
            row, i, &arr2[row][i], arr2[row][i]);
}
printf("\n");

row = 1;
for(int i=0; i<2; i++) {
    printf("layer1[%d][%d] Address: %p Value: %d\n",
            row, i, &arr2[row][i], arr2[row][i]);
}
printf("\n");

row = 2;
for(int i=0; i<3; i++) {
    printf("layer1[%d][%d] Address: %p Value: %d\n",
            row, i, &arr2[row][i], arr2[row][i]);
}
printf("\n");

输出如下:

arr2[0][0] Address: 0x000100 Value: 0
arr2[0][1] Address: 0x000104 Value: 1
arr2[0][2] Address: 0x000108 Value: 2
arr2[0][3] Address: 0x000112 Value: 3

arr2[1][0] Address: 0x000116 Value: 4
arr2[1][1] Address: 0x000120 Value: 5

arr2[2][0] Address: 0x000124 Value: 6
arr2[2][13] Address: 0x000128 Value: 7
arr2[2][14] Address: 0x000132 Value: 8

下图说明了这个数组的内存布局。

不规则数组的内存分配

在这些例子中,我们访问数组内容时用的是数组表示法而不是指针表示法,这样更易读,也好理解。不过,也可以用指针表示法。

复合字面量在创建不规则数组时很有用,不过访问不规则数组的元素比较别扭,上面的例子就用了3个for循环。如果有一个单独的数组来维护每行的长度,那么这个例子就可以简化。你可以在C中创建不规则数组,不过要考虑好它能起的作用是否值得花费相应的精力。

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