35_数组参数和指针参数分析

0. 思考: 为什么C语言中的数组参数会退化为指针?

C语言诞生是为了开发UNIX系统,特别注重运行效率,在设计时规定只会以值拷贝的方式传递参数,当向函数传递数组时,为了提高数组执行效率,不会将整个数组拷贝一份传入函数,而是将数组名看作常量指针传递数组首元素地址,然后通过指针运算,得到整个数组。

值拷贝:将实际参数的值拷贝一份到形式参数。
C语言以高效作为最初设计目标:
a) 参数传递的时候如果拷贝整个数组执行效率将会大大下降;(效率低)
b) 参数传递的时候如果拷贝整个数组时,参数位于栈上,太大的数组拷贝会导致栈溢出。(不安全)

1. 二维数组参数

二维数组的本质一维数组, 二维数组中的每个元素是一组一维数组

  • 二维数组参数中第一维的参数可以省略
[一维数组] void f(int a[5])  <-->  void f(int a[])  <-->  void f(int* a)
[二维数组] void g(int a[3][3]) <--> void g(int a[][3]) <--> void g(int (*a)[3])

2. 等价关系

数组参数 等效的指针参数
一维数组: float a[5] 指针:float* a
指针数组:int* a[5] 指针的指针:int** a
二维数组:char a[3][4] 数组的指针:char (*a)[4]

3. 被忽视的知识点

(1) C语言中无法向一个函数传递任意的多维数组
(2)必须提供第一维之外的所有维长度

  1. 第一维之外的维度信息用于完成指针运算;
  2. N维数组的本质是一维数组,元素是N-1维数组
  3. 对于多维数组的函数参数只有第一维是可变的
    程序说明:传递与访问二维数组
#include <stdio.h>

void access(int a[][3], int row)
{
    int col = sizeof(*a) / sizeof(int);
    int i = 0;
    int j = 0;
    
    printf("sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));          // a作为二维数组参数退化成为指针
    printf("sizeof(*a) = %d\n", sizeof(*a));        // 指针a指向了一个一维数组,并且这个一维数组有三个元素,每个元素的类型为int
    
    for(i=0; i<row; i++)
    {
        for(j=0; j<col; j++)
        {
            printf("%d\n", a[i][j]);
        }
    }
    
    printf("\n");
}

void access_ex(int b[][2][3], int n)
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    int k = 0;
    
    printf("sizeof(b) = %d\n", sizeof(b));      // ==> 4
    printf("sizeof(*b) = %d\n", sizeof(*b));    // ==> int[2][3] ==> 24
    
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        for(j=0; j<2; j++)
        {
            for(k=0; k<3; k++)
            {
                printf("%d\n", b[i][j][k]);
            }
        }
    }
    
    printf("\n");
}

int main()
{
    int a[3][3] = {{0, 1, 2}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}};
    int aa[2][2] = {0};
    int b[1][2][3] = {0};
    
    access(a, 3);
//    access(aa, 2);            // 二维数组类型需要匹配上int(*aa)[2] 和 int(*a)[3] 类型不匹配
    access_ex(b, 1);
//    access_ex(aa, 2);
    
    return 0;
}

输出结果:

sizeof(a) = 4
sizeof(*a) = 12
0
1
2
3
4
5
6
7
8

sizeof(a) = 4
sizeof(*a) = 24
0
0
0
0
0
0


4. 小结

(1) C语言中只会以值拷贝的方式传递参数,不论是传值调用还是传址调用;
(2)C语言中的数组参数必然退化为指针
(3)多维数组参数必须提供除第一维之外的所有维长度
(4)对于多维数组的函数参数只有第一维是可变的

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