C 語言 sizeof、記憶體位址與多維陣列深度解析

sizeof 運算子

• 編譯期計算型別或運算式佔用的位元組數（size_t）。
• sizeof(int)、sizeof 變數、sizeof (型別)。
• 不計算動態分配大小：sizeof(p) 只會給指標大小（4/8 位元組）。

記憶體位址基本觀念

• 位址以位元組為單位編址，每個位元組唯一編號。
• 變數位址 = 其儲存空間第一個位元組的位址。
• &a 取得變數 a 位址，型別為 類型 *。

一維陣列位址關係

int a[5];
printf("%p %p %p\n", (void*)a, (void*)&a[0], (void*)&a); // 全部相同
// a      : 陣列首元素位址（型別 int*）
// &a     : 整個陣列位址（型別 int(*)[5]）
// a+1    : 位址 + sizeof(int)
// &a+1   : 位址 + sizeof(int[5])

二維陣列記憶體佈局（列優先 Row-Major）

int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
// 記憶體連續：1 2 3 4 5 6
// a      == &a[0]           == &a[0][0]
// a[0]   == &a[0][0]        (型別 int*)
// a[1]   == &a[1][0]        (型別 int*)
// &a     == &a[0]           (型別 int(*)[3])

關鍵等式：a == a[0] == &a[0][0]（數值相同，型別不同）。

二維陣列初始化規則

sizeof 對陣列與指標的差異

int a[2][3];
sizeof(a)       // 24 (2*3*4)
sizeof(a[0])    // 12 (3*4)
sizeof(a[0][0]) // 4
int *p = a[0];
sizeof(p)       // 4/8 (指標大小)，非陣列大小

函數參數傳遞：陣列退化為指標

void f(int a[][3]);     // 必須指定列數
void f(int (*a)[3]);    // 等價寫法
// 呼叫：f(arr);  // arr 為 int[2][3]，退化為 int(*)[3]

常見錯誤與修正