C语言——详解二维数组中元素的地址

在C语言中，二维数组元素的地址认知是一个相对复杂但重要的概念。以下是对二维数组中元素地址认知的详细叙述：

一、二维数组的基本构成

二维数组可以被看作是由多个一维数组组成的数组。例如，定义了一个3行4列的二维数组，

int a[3][4] = { {1,3,5,7},
                {9,11,13,15},
                {17,19,21,23}
               }

其中a[0], a[1], a[2] 分别代表这个二维数组中的三个一维数组（即行），同时也是这三个一维数组的首地址，本身代表的是一个地址，而不是二维数组中一个元素的值，并不能代表对应行的首元素值作为输出。即

printf("%d",a[0]);

是错误的，因为它本身是一个地址，不能作为一个值输出。

printf("%d",*a[0]);

是正确的且输出结果为1，即第一行一维数组首元素的值。

二、二维数组名的含义

二维数组名是一个地址常量：二维数组名（如a）是一个指向其首元素的指针，即指向第一个一维数组（或第一行）的指针。在C语言中，数组名代表数组首元素的地址，因此a的值是二维数组首元素（即第一行）的地址。
二维数组名与行指针：二维数组名也可以被理解为行指针，它指向的是一个一维数组（行）的首地址。
二维数组名 = 第一个一维数组（或第一行）的地址 = 存放的是二维数组第一个元素的值

三、二维数组中元素的地址

首元素的地址：二维数组的首元素地址是&a[0][0]，它同时也是二维数组名a的值。
行地址：
- a+i（其中i是非负整数）表示二维数组中第i行的首地址。例如，a+1是第二行（即a[1]）的首地址。
- a[i]（其中i是非负整数且小于行数）也是第i行的首地址，同时它也是一个一维数组名，代表一个一维数组（即一行）。
列地址：
- 在二维数组中，我们通常不直接谈论“列地址”的概念，因为列是通过行和列索引来定位的。但是，我们可以说a[i]+j（其中i是行索引，j是列索引）表示第i行第j个元素的地址。例如，a[0]+1是第一行第二个元素的地址（即&a[0][1]）。
元素的值与地址：
- 要获取二维数组中某个元素的值，我们可以使用a[i][j]的形式。
- 要获取该元素的地址，我们可以使用&a[i][j]。

四、二维数组地址的等价表示

在C语言中，二维数组的地址可以通过多种方式等价表示：

**`（1）a[i]` 等价于 `*(a+i)`等价于a+i，都表示第`i`行的首地址。**

为什么 *(a+i) 可以作为地址使用

当 a 是一个二维数组时，a 本身是数组名代表首元素地址，等价于一个指向其第一行的指针。因此，a+i 计算出的是指向第 i 行的指针（注意这里的“行”本身也是一个数组或一维数组）。在二维数组中，*(a+i) 或等价地 a[i]他们是一个指向一个一维数组的指针，本身的值就是指向的数组的首元素的地址。

*(a+i) 在这个上下文中通常被视为一个数组名（或行指针），而不是一个具体的值。要访问第 i 行第 j 列的元素，我们需要进一步解引用，即 *(*(a+i)+j) 或 a[i][j]。

总结来说，*(a+i) 可以作为地址使用，因为它通过解引用操作获取了指针所指向的值，而这个值实际上是数组元素的地址。

**（2）`a[i]+j` 等价于 `*(a+i)+j，`都表示第`i`行第`j`个元素的地址，`但是`**`不`等价于`(a+i)+j`。

a[i]+j ：a[i] 表示二维数组 a 的第 i 行的首地址。由于数组是连续存储的，a[i] 实际上指向了第 i 行的第一个元素的内存地址。a[i]+j 表示从第 i 行的首地址开始，向后偏移 j 个整数的位置。这正好是第 i 行第 j 列元素的地址。

*(a+i)+j ：首先通过 (a+i) 获取指向第 i 行的一个指针，通过解引用运算符 * 获得这个指针的值即第 i 行首元素的地址，然后 +j 等同于在内存地址上向后偏移 j 个整数的位置，因此也得到了第 i 行第 j 列元素的地址。

(a+i)+j：a 是指向二维数组首元素的指针。a+i 表示从 a 开始，按照数组的行数来偏移。如果数组的每行有 N 个元素，那么 a+i 实际上偏移了 i*N 个整数的位置，指向第i行的第一个元素。(a+i)+j 这里再次使用 +j，并不是在内存地址上简单偏移两个整数，而是根据数组的行数来偏移。这意味着 (a+i)+j 实际上相当于 (a + i*N) + j*N，即从第二行的首地址开始，再偏移 j*N 个整数的位置。