Указатели и двумерные массивы

При размещении элементов многомерных массивов они располагаются в памяти подряд по строкам, т.е. быстрее всего изменяется последний индекс, а медленнее – первый. Такой порядок дает возможность обращаться к любому элементу многомерного массива, используя адрес его начального элемента и только одно индексное выражение.

int arr[m][n]:

Адрес (arr[i][j])= Адрес(arr[0][0]) + (i*n+j)*k,

где k – количество байтов, выделяемое для элемента массива (в зависимости от типа).

Указатели на многомерные массивы в языке С++ – это массивы массивов, т.е. такие массивы, элементами которых являются массивы. При объявлении таких массивов в памяти компьютера создается несколько различных объектов. Например, при выполнении объявления двумерного массива:

int arr [4][3]

1) В памяти выделяется участок для хранения значения переменной arr, которая является указателем на массив из четырех указателей.

2) Для этого массива из четырех указателей тоже выделяется память. Каждый из этих четырех указателей содержит адрес массива из трех элементов типа int.

3) Следовательно, в памяти компьютера выделяется четыре участка для хранения четырех массивов чисел типа int, каждый из которых состоит из трех элементов.

Схематично распределение памяти для данного двумерного массива выглядит так:

arr

¯

arr[0] ® arr[0][0] arr[0][1] arr[0][2]

arr[1] ® arr[1][0] arr[1][1] arr[1][2]

arr[2] ® arr[2][0] arr[2][1] arr[2][2]

arr[3] ® arr[3][0] arr[3][1] arr[3][2]

Таким образом, объявление arr[4][3] порождает в программе три разных объекта:

· указатель с идентификатором arr,

· безымянный массив из четырех указателей: arr[0], arr[1], arr[2], arr[3]

· безымянный массив из двенадцати чисел типа int.

1) Для доступа к безымянным массивам используются адресные выражения с указателем arr. Знаем, что доступ к элементам одномерного массива указателей осуществляется с указанием одного индексного выражения в форме arr[2] или *(arr+2).

2) Для доступа к элементам двумерного массива чисел типа int arr[i][j] должны быть использованы следующие выражения:

Например, пусть i=1, j=2, тогда

обращение к элементу arr[1][2]:

· arr[i][j] arr[1][2]=10

· *(*(arr+i)+j) *(*(arr+1)+2)=10

· (*(arr+i))[j] (*(arr+1))[2]=10

Например, с помощью указателя ptr:

int *ptr=arr обращение к элементу arr[1][2]:

· ptr[1*3 + 2]

/*здесь 1 и 2 это индексы используемого элемента,

а 3 это число элементов в строке*/

· ptr[5]

Причем внешне похожее обращение arr[5] выполнить невозможно, так как указателя с индексом 5 не существует.

· *(*(ptr + 1) + 2)

· *(ptr + 1*3 + 2)

Пример 2. Использование индексных и адресных выражения при обработке двумерных массивов.

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

void main() {

int i, j;

int t[2][3]; // при вводе обращение с помощью индексов

// можно использовать адресные выражения

for(i=0;i<2;i++)

for(j=0;j<3;j++)

t[i][j]=i+j;

for(i=0;i<2;i++)

for(j=0;j<3;j++)

//при печати рассматриваем имя массива как указатель на начало

printf(" %d ", *(*(t + i) +j) );

//или printf(" %d ", (*(t + i))[j]);

}

Пример 3. Демонстрация связи между матрицей и указателем на нее

#include <stdio.h>

void main(){

int i,j;

int t[2][3],*ptr;

ptr=&t[0][0];

for(i=0;i<2;i++)

for(j=0;j<3;j++)

t[i][j]=i+j;

for(i=0;i<2;i++)

for(j=0;j<3;j++)

printf(" %d ", *(ptr+i*3+j));

printf("\n\n");

//С матрицей так делать нельзя

/* for(i=0;i<2;i++)

for(j=0;j<3;j++)

printf(" %d ", *(t + i*3 +j) ); */

//Корректная работа с матрицей

for(i=0;i<6;i++)

printf(" %d ", ptr[i] );

printf("\n\n");

for(i=0;i<2;i++)

for(j=0;j<3;j++)

printf(" %d ", ptr[i*3 +j] );

}