将数组的指针传递给C中的函数

Question

所以我想问以下关于我朋友问我的一些代码的问题

在大多数情况下，如果我发现自己使用数组，我只允许自己发送数组的名称，因为它会衰减到指针，例如：

#include <stdio.h>

void foo(int *arr_p)
{
    arr_p[0] = 111;
    arr_p[1] = 222;
    arr_p[2] = 333;
}

int main()
{
    int arr[] = {1,2,3};
    foo(arr);
    printf("%d %d %d",  arr[0], arr[1], arr[2]);
}

正如预期的那样，这将打印 111、222、333

然而，我有一个朋友问我，如果出于某种原因我想传递一个指向该数组指针的指针会发生什么。

#include <stdio.h>

void foo(int **arr_p)
{
    *arr_p[0] = 111;
    *arr_p[1] = 222;
    *arr_p[2] = 333;
}

int main()
{
    int arr[] = {1,2,3};
    foo(&arr);
    printf("%d %d %d",  arr[0], arr[1], arr[2]);
}

现在这是他发给我的代码......它有一个分段错误，老实说我真的不知道为什么。 我想取消引用数组的指针会给我留下一个指向数组的指针，不是吗？

Answer 1

虽然普通数组名称确实会衰减为指针，但指向数组的指针不会衰减为指向指针的指针。 数组到指针的转换来自这样一个事实，即数组的地址与其第一个元素的地址相同，之后其他元素在内存中跟随。 指向数组的指针不能用作指向其元素类型的指针的指针：在数组的地址中驻留的是数组的元素（在您的示例中为int类型），而不是指针。

要在函数中接收指向数组的参数，您必须明确声明它如下：

void foo(int (*arr_p)[])
{
    (*arr_p)[0] = 111;
    (*arr_p)[1] = 222;
    (*arr_p)[2] = 333;
}

注意添加的括号； 这是因为索引运算符[]在 C 中比解引用运算符*具有更高的优先级； 所以*arr_p[i]将首先索引一个指针数组，然后取消引用获得的指针（同样int *arr_p[]将声明一个指针数组参数）。

Answer 2

关于您的段错误的更多见解。 只需查看编译的 assebly 即可了解 GodBolt 上int**和int(*)[]的区别

编译行时(*arr_p)[0] = 111; 使用int**你会得到：

mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
mov     rax, QWORD PTR [rax]
mov     DWORD PTR [rax], 111

而使用int(*)[]你得到

mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
mov     DWORD PTR [rax], 111

您看到（并理解）其中的区别了吗？ 使用int**它应用双重解除引用，因为您告诉编译器您正在将指向指针的指针作为参数传递。 在int(*)[]的情况下，编译器理解它是一个指向数组的指针，并正确地取消引用一次。

在 C++ 中，由于这个问题，这段代码甚至无法编译。 实际上，为了类型安全甚至不允许int(*arr)[] ：它应该是int(*arr)[3] 。

Answer 3

发生这种情况是因为换句话说，您将 arr 声明为：

int arr[3];
arr[0]=1;arr[1]=2;arr[2]=3;
foo(&arr);

然后，当您将地址传递给 foo 时，它实际上是一个指向 3 数组的指针。

void foo(int (*arr_p)[3])
{
    *arr_p[0] = 111;
    *arr_p[1] = 222;
    *arr_p[2] = 333;
}

然后 arr_p[0] 是第一个 3 数组，arr_p[1] 是第二个 3 数组，而 arr_p[2] 是第三个。

因此，当您写入 *arr_p[1] = 222 时，您正在分配的内存之外写入您传递给 foo 的内容，并且您具有未定义的行为。

它们不是 one 数组中的单个索引

这会起作用，但没有任何意义：

void foo(int (*arr_p)[3])
{
    *arr_p[0] = 111;
    *arr_p[1] = 222;
    *arr_p[2] = 333;
}

int main()
{
    int arr[3][3];
    foo(arr);

    printf("%d %d %d",  arr[0][0], arr[1][0], arr[2][0]);
}