了解 C 语言中的二维数组

Question

我尝试使用以下源代码所做的只是深入了解 2D 数组(表)在 C 中的工作原理。下面的代码可能看起来很多，但正如你所看到的，它只不过是简单的打印和赋值。

法典：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char* argv[]){
char** as = (char **)malloc(2 * sizeof(char *));
for (int i=0; i<2; i++){
as[i] = (char *)malloc(3 * sizeof(char));
} 
strcpy(&as[0][0],"a");
strcpy(&as[0][1],"b");
strcpy(&as[0][2],"c");
strcpy(&as[1][0],"aa");
strcpy(&as[1][1],"bb");
strcpy(&as[1][2],"cc");
printf("as[0][0] <%s>n",&as[0][0]);
printf("as[0][1] <%s>n",&as[0][1]);
printf("as[0][2] <%s>n",&as[0][2]);
printf("as[1][0] <%s>n",&as[1][0]);
printf("as[1][1] <%s>n",&as[1][1]);
printf("as[1][2] <%s>n",&as[1][2]);
for (int i=0; i<2; i++){
free(as[i]);
}
free(as);
/*************** PART 2 **********************/
as = (char **)malloc(2 * sizeof(int));
for (int i=0; i<2; i++){
as[i] = (char *)malloc(3 * sizeof(int));
} 
printf("enter:as[0][0]: "); scanf("%s",&as[0][0]); // Input: a
printf("enter:as[0][1]: "); scanf("%s",&as[0][1]); // Input: b
printf("enter:as[0][2]: "); scanf("%s",&as[0][2]); // Input: c
printf("enter:as[1][0]: "); scanf("%s",&as[1][0]); // Input: aa
printf("enter:as[1][1]: "); scanf("%s",&as[1][1]); // Input: bb
printf("enter:as[1][2]: "); scanf("%s",&as[1][2]); // Input: cc
printf("as[0][0] <%s>n",&as[0][0]);
printf("as[0][1] <%s>n",&as[0][1]);
printf("as[0][2] <%s>n",&as[0][2]);
printf("as[1][0] <%s>n",&as[1][0]);
printf("as[1][1] <%s>n",&as[1][1]);
printf("as[1][2] <%s>n",&as[1][2]);
for (int i=0; i<2; i++){
free(as[i]);
}
free(as);
return 0;
}

我所排除的结果类似于左侧的选项卡，但我./a.out进入的只是右侧的选项卡

as[0][0] <a>  }                           as[0][0] <abc>  }
as[0][1] <b>  }                           as[0][1] <bc>   }
as[0][2] <c>  }                           as[0][2] <c>    }
as[1][0] <aa> }  Excepted Result          as[1][0] <abcc> }  Final Result
as[1][1] <bb> }                           as[1][1] <bcc>  }
as[1][2] <cc> }                           as[1][2] <cc>   }

我的第一个想法是我没有正确使用strcpy().这就是为什么/PART2/存在于代码中，但给出相同的结果。

我知道有很多相同的问题主题可以解释 2D 数组，我做了公平的研究来绕过上述主题。 一个

Answer 1

首先：你实际上没有2D数组。

char** as = (char **)malloc(2 * sizeof(char *));
for (int i=0; i<2; i++){
as[i] = (char *)malloc(3 * sizeof(char));
} 

这将分配一个 1D 数组，并指向as数组。然后，对于每个元素，它分配空间并将指向该空间的指针分配给该元素。所以你有一个 1D 数组，其中每个元素都是指向另一个 1D 数组的指针;让我们称之为"2 级数组"，尽管我不确定是否有更好的术语可用。

对于 2D 数组，您可以改为编写：

char (*as)[2][3] = malloc(2 * 3 * sizeof(char));

但是，如果您希望数组包含字符串(如char *)而不是单个字符，那么您的声明需要：

char *(*as)[2][3] = malloc(2 * 3 * sizeof(char));

或者，您的原始代码可以更改为 2 级数组char *：

char*** as = malloc(2 * sizeof(char **));
for (int i=0; i<2; i++){
as[i] = malloc(3 * sizeof(char *));
} 

在这两种情况下，您还需要为字符串本身分配存储空间。而不是：

strcpy(&as[0][0],"a");

您可能应该使用：

as[0][0] = strdup("a");

那么，你的代码到底发生了什么，给你得到的结果？好吧，在这里：

strcpy(&as[0][0],"a");
strcpy(&as[0][1],"b");
strcpy(&as[0][2],"c");
strcpy(&as[1][0],"aa");
strcpy(&as[1][1],"bb");
strcpy(&as[1][2],"cc");

如果as是char **，那么as[0]是char *，as[0][0]是一个简单的char。然后，您获取此地址并将整个字符串复制到其中。充其量，这很奇怪;在最坏的情况下，特别是对于最后一行，它是未定义的行为 - 因为您正在复制超过已分配数组的末尾。

那是：

strcpy(&as[1][2],"cc");

您正在复制到as[1]的第 3 个和第 4 个字符(即位置 2 和 3)。但是您只为 3 个分配了空间：

as[i] = (char *)malloc(3 * sizeof(char));

(事实上，上面的另外两行也有同样的问题，因为复制字符串也会复制字符串末尾的"NUL 终止符"字节)。

打印字符串时，将打印上一个strcpy调用的结果。考虑一下，对于as[0]：

strcpy(&as[0][0],"a");

好的，as[0]现在包含"a"，在as[0][0]中表示为'a'，在as[0][1]中表示为字符串终止符''。

strcpy(&as[0][1],"b");

现在，您在as[0][1]中'b'，在as[0][2]中''.

strcpy(&as[0][2],"c");

如前所述，这是无效的;但假设我们现在忽略这一点，你最终会得到：

as[0][0]= 'a'as[0][1]= 'b'as[0][2]= 'c'

但是，现在您正在打印：

printf("as[0][0] <%s>n",&as[0][0]);

。你说你期望"a"作为输出。但是，字符串as[0]包含"abc"(并且仅由于行为事故而终止为nul)，因此这就是您在打印它时得到的。

澄清一下：

• as[0]和as[1]是字符串指针
• as[0][i]，对于任何i，是字符串中由as[0]指向的字符

当您获取字符串中某个字符的地址，并将另一个字符串复制到该地址时，将从该特定字符开始复制包含的字符串。