3
#include "stdio.h"

int main(void)
{
    int a[3][2] = {{10,2}, {2,3}, {3,4}};
    printf("%p\n", a[0]);
    printf("%p\n", (int *)a);
    printf("%p\n", *a);
    printf("%p\n", a); 
    printf("%p\n", &(a[0][0]));
    return 0;
}

Код выдает одно и то же число... Особенно поражает то, что равны a и *a. Что происходит? И еще когда смотрю на *(int *)a, то получаю 10...

5
  • Многомерность массивов в Си — абстракция. В реальности это всего лишь косвенная адресация.
    – 0andriy
    10 июн 2017 в 18:04
  • @0andriy: А какая многомерность не была бы "абстракцией"? В чем неполноценность "косвенной адресации" как натурального способа реализации многомерности? 13 июн 2017 в 7:27
  • @Ant, любая, которая реализована соотвествующим образом "в железе". Касательно второго вопроса мне непонятна ваша мотивация. Вы мне приписываете видимо что-то такое, о чём я не говорил, а потом пытаетесь опровергнуть якобы моё утверждение. Возможно пара выходных не помешает ;)
    – 0andriy
    13 июн 2017 в 8:20
  • @0andriy Я ничего не приписываю, а лишь задаю обычный вопрос. Мне по-прежнему не ясно, какая реализация будет считаться "реализованной соответствующим образом". Вы хотите сказать, что для многомерного массива нужно "многомерное железо" или что-то другое? (Это тоже просто вопоос, никакого "приписывания") 13 июн 2017 в 14:07
  • Я не понимаю, почему такой вопрос возник, но я не знаю на него ответа. Подискутировать можно за рамками этого поста, я думаю.
    – 0andriy
    13 июн 2017 в 14:43

3 ответа 3

4

Вас не должно удивлять равенство a и *a в данном контексте. Нечего удивительного в этом нет. В языке С "двумерный массив" - это просто обычный одномерный массив, элементами которого тоже являются одномерные массивы.

Одномерный массив, скажем, double d[10] - это просто плоский непрерывный компактный блок памяти, размера 10 * sizeof(double), состоящий из десяти плотно лежащих друг за другом элементов типа double. При этом адрес всего массива &d численно совпадает с адресом его нулевого элемента &d[0], ибо "начинаются" они в одной и той же точке памяти. Ситуация полностью аналогична равенству указателей вот в таком вот примере

struct S { int a; } s;

printf("%p %p\n", (void *) &s, (void *) &s.a);
// Оба указателя совпадают численно

Адрес всего объекта struct-типа численно совпадает с адресом самого первого поля внутри этого объекта. Совершенно аналогичным образом адрес всего массива численно совпадает с адресом самого первого (нулевого) элемента этого массива.

При этом в языке С выражение d типа "массив double [10]" в большинстве контекстов (не во всех) неявно приводится к типу double * - указателю, указывающему на нулевой элемент массива. Т.е. в большинстве контекстов выражение d ведет себя эквивалентно выражению &d[0], т.е. массив внешне ведет себя как указатель. Это явление называют array type decay. (Именно по этой причине массивы в С часто путают с указателями, хотя на самом деле это разные типы и никаких указателей в массивах нет.)

Все это немедленно применимо и к двумерным массивам (и многомерным массивам), ибо, как сказано выше, в языке С "двумерный массив" - это рекурсивная по своему устройству структура: это просто одномерный массив, элементами которого являются одномерные массивы. Вышеупомянутое явление array type decay работает неизменным образом на любом уровне этой рекурсии.

Выше выражение a изначально имеет тип int [3][2], но в данном контексте неявно приводится к типу "указатель на нулевой элемент массива a". Этот указатель имеет тип int (*)[2] и указывает на подмассив a[0] типа int [2] в составе a.

Выражение *a изначально имеет тип int [2] - это подмассив a[0] в составе a, но в данном контексте *a неявно приводится к типу "указатель на нулевой элемент массива a[0]". Это указатель типа int *, который указывает на самый первый int в составе подмассива a[0], т.е. на a[0][0].

И сам a, и a[0], и a[0][0] начинаются в одной и той же точке памяти, по каковой причине числовые представления этих указателей совпадают

printf("%p %p %p\n", (void *) &a, (void *) a, (void *) *a);
// Все три указателя совпадают численно
1
1

Возьмем тип int равный четырем байтам


Давайте представим массив в памяти:

 +------------+----------+----------+----------+----------+
 | Переменная | a[0][0]  | a[0][1]  | a[1][0]  | a[1][1]  |
 +------------+----------+----------+----------+----------+
 | Адрес      | 0x61fe98 | 0x61fe9c | 0x61fea0 | 0x61fea4 |
 +------------+----------+----------+----------+----------+
 | Значение   |      10  |       2  |       2  |       3  |
 +------------+----------+----------+----------+----------+ 

В отладчике можно увидеть:

print &a => (int (*)[3][2]) 0x61fe98  // указатель на двумерный массив 
print a  => {{10, 2}, {2, 3}, {3, 4}}

print &(*a) => (int (*)[2]) 0x61fe98  // указатель на одномерный массив
print *a    => {10, 2}

print &(**a) => (int *) 0x61fe98      // указатель на целое число
print **a    =>  10

Как видим, адреса двумерного массива a, одномерного подмассива a[0] ({10, 2}) и первого элемента подмассива a[0][0] (10) равны. То есть:

&a == &(*a) == &(**a)
^     ^        ^     
|     |        | a[0][0] (первое значение первого подмассива двумерного массива)
|     |          
|     | a[0][] (первый подмассив двумерного массива)
|
| a[][] (весь двумерный массив)

Итак:

printf("%p\n", a[0]);          // 1. адрес первого подмассива двумерного массива (int (*)[2]) 0x61fe98
printf("%p\n", (int *)a);      // 2. адрес двумерного массива, просто 
                               //    приведенный к указателю, имеет тип (int*),
                               //    если разыменовать его получим 10
printf("%p\n", *a);            // 3. то же самое, что и 1
printf("%p\n", a);             // 4. не то же самое, что и 2! Имеет тот же 
                               //    адрес, но тип (int (*)[3][2])
printf("%p\n", &(a[0][0]));    // 5. Указатель на первый элемент подмассива 
                               //    двумерного массива, то же самое что и 2
8
  • Тогда, если a[i] = *(a+i) - почему мы получаем указатель на a[i][0]? 11 июн 2017 в 12:33
  • Я хочу сказать, если a - указатель на первый элемент массива, то получается *a = 10 должно быть, но получилось так, что *a =a 11 июн 2017 в 12:36
  • ru.wikipedia.org/wiki/…
    – 0andriy
    11 июн 2017 в 15:57
  • @Eanmos, *a - это то, что лежит по адресу a, правильно же? Получается по этому адресу должен лежать указатель на начало массива, с другой стороны, как ты сказал, a указывает на начало двумерного массива, и я даже проверил *(int *)a == 10. Вот это меня и смутило... То есть с одной стороны по адресу a лежит указатель, с другой стороны по адресу a должен лежать первый элемент массива, и все зависит от приведения типов указателя... 13 июн 2017 в 6:41
  • @GeorgeKasparyants, обновил ответ.
    – eanmos
    13 июн 2017 в 7:12
0
printf("%p\n", a[0]); // <- 1
printf("%p\n", (int *)a); // <- 2
printf("%p\n", *a); // <- 3
printf("%p\n", a); // <- 4
printf("%p\n", &(a[0][0])); // <- 5

Для того, чтобы понять, что происходит полезно понимать, что такое на самом деле массив. В С/C++ массив это обычный указатель на начало массива. Значения в массиве хранятся последовательно. Также на указателях есть арифметика. То есть если прибавить к указателю 1, то получим уаказатель на следующий элемент данного типа. Итак что же такое запись a[i] на самом деле эта запись эквивалентна следующей: *(a+i) то есть берём значение, которое хранится в i-ой ячейке после той, на которую указывает a. И на самом деле такая запись тоже допустима: i[a] (попробуйте, например вывести ещё 0[a]). Итак a[0] = *(a+0) = *a. Таким образом равенство 1 и 3 установили.
Теперь разберём, почему a и *a совпадают. На самом деле потому, что они указывают ровно в одно и тоже место. В памяти эти 6 чисел будут храниться последовательно: {10, 2, 2, 3, 3, 4}. Таким образом a указывающее на весь этот массив и a[0] указывающее на кусок {10, 2} будут указывать в одно и тоже место, так как их начала совпадают.
Также a будет иметь тип int (*)[2]. Таким образом несмотря на то, что a и *a совпадают, но a+1 и *a+1 совпадать уже не будут, так как указывают на типы разных размеров. И сдвиг на 1 для этих указателей будет отличаться.
Теперь про оставшееся: a -- указатель, поэтому при конвертиации в указатель на int ((int *)a) указывать он продолжит на туже ячейку. И последнее: &(a[0][0]) = &(*(a[0]+0)) = a[0]+0 = a[0] так как a[0][0] -- нулевой элемент в этом массиве и его адрес это адрес начала всего массива.

3
  • Забыли про №5. &(a[0][0]) == &(a[0]) == &a.
    – eanmos
    10 июн 2017 в 14:33
  • Я хочу сказать, если a - указатель на первый элемент массива, то получается *a = 10 должно быть, но получилось так, что *a =a 11 июн 2017 в 12:37
  • "В С/C++ массив это обычный указатель на начало массива." - это совершенно не верно. В языках С и С++ массив не является указателем, а лишь неявно приводится в нему (в ряде оговоренных контекстов). Это совсем другое дело. 13 июн 2017 в 7:34

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.