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C 語言基礎教程（四）：指標指向二維陣列——記憶體佈局、指標算術與雙重指標等價形式

編輯：C 語言基礎

二維陣列記憶體模型：陣列的陣列

宣告 int a[3][4] 可視為：3 個元素的陣列，每個元素是 4 個 int 的一維陣列。


a[0] → { a[0][0], a[0][1], a[0][2], a[0][3] }
a[1] → { a[1][0], a[1][1], a[1][2], a[1][3] }
a[2] → { a[2][0], a[2][1], a[2][2], a[2][3] }

位址計算規則 (假設基址 1000, sizeof(int)=2)

運算式	型別	位址值	含義
`a`	`int (*)[4]`	1000	第 0 列首址 (整個陣列首址)
`a + 1`	`int (*)[4]`	1008	第 1 列首址 (跨越 4×2=8 bytes)
`a + 2`	`int (*)[4]`	1016	第 2 列首址
`a[0]` / `*a`	`int *`	1000	第 0 列首元素址
`a[1]` / `*(a+1)`	`int *`	1008	第 1 列首元素址
`a[i] + j`	`int *`	1000 + (i×4 + j)×2	第 i 列第 j 行元素址
`&a[i][j]`	`int *`	同上	標準取址形式

元素存取四種等價形式


a[i][j]              /* 標準下標 */
*(a[i] + j)          /* a[i] 退化為 int*，加 j 後解參考 */
*(*(a + i) + j)      /* a 退化為 int(*)[4]，a+i 指向第 i 列，解參考得 int*，再加 j 解參考 */
(*(a + i))[j]        /* 同上，利用下標運算子優先序 */

編譯器產生完全相同機器碼。

為何 `a` 與 `*a` 數值相同？

a：型別 int (*)[4]，值為陣列首址 (1000)。
*a：解參考 a 得 a[0]，型別 int [4]，隨即退化為 int *，值仍為 1000 (第 0 列首元素址)。
型別不同、數值相同：前者指向「4-int 陣列」，後者指向「int」。指標算術行為因此不同 (a+1 跳 8 bytes，*a+1 跳 2 bytes)。

實務建議

傳遞二維陣列給函數：保留行大小 void f(int a[][4], int rows) 或 void f(int (*a)[4], int rows)。
動態配置二維陣列：
1. 連續記憶體：int *p = malloc(rows * cols * sizeof(int)); 存取 p[i*cols + j]。
2. 指標陣列：int **p = malloc(rows * sizeof(int*)); for(i) p[i] = malloc(cols * sizeof(int)); 存取 p[i][j] (非連續)。
避免三星級指標 int ***：極難維護，改用結構體封裝。