困惑：2D数组的动态分配，C

Question

昨天我遇到了一个关于SO的问题 ，该问题想在C中动态分配一个二维数组。

答案之一就是这样分配：

int (*place)[columns] = malloc(rows * sizeof *place);

除了美丽之外，这还给我带来了一个疑问。 问题如下：

以下是我分配4x4的代码

    int (*arr)[4] = (int (*)[4]) malloc(4 * sizeof *arr);
    printf("%d\n", sizeof arr);                 //Dynamic 2-D array by above method

    int **arr1 = (int**) malloc(4 * sizeof(int*));
    for(int i = 0; i < 4; i++)
            arr1[i] = (int *) malloc(sizeof(double));
    printf("%d\n", sizeof arr1);                          //Usual dynamic 2-D array

    int *arr2 = (int*) malloc(4 * sizeof(int));
    printf("%d\n", sizeof arr2);                          //Dynamic 1-D array

通常的输出是：

4
4
4

但是，如果我尝试打印sizeof *arr ， sizeof *arr1和sizeof *arr2 ，则输出为：

16
4
4

我不明白为什么会这样。 知道为什么sizeof *arr的输出为16吗？ 在第一种情况下如何分配内存？

另外，当我尝试打印arr和*arr的地址时，两个打印的值都相同。 *arr意指“值” arr 。 那么这是否意味着arr存储了自己的地址，即它指向自己（我认为这是不可能的）？ 我有点困惑。 知道我哪里出错了吗？

谢谢你的帮助！

Answer 1

但是，如果我尝试打印sizeof *arr ， sizeof *arr1和sizeof *arr2 ，我得到16 ， 4 ，和4 。

哪里：

int (*arr)[4];
int **arr1;
int *arr2;

您必须在32位计算机上工作，而不是在64位计算机上工作。

arr的类型是“指向4个int数组的指针”。 取消引用时，将得到一个“ 4 int数组”。 当传递给sizeof ，数组的大小为16（ 4 * sizeof(int) ）。 在大多数情况下，当您引用数组时，会将类型调整为“指向数组第零个元素的指针”，但是sizeof()是该规则的主要例外。 它会将一个数组视为一个数组，并返回整个数组的大小。

arr1的类型是“指向int的指针”。 取消引用它时，将获得一个“指向int的指针”。 当传递给sizeof ，指针的大小为4（ sizeof(int *) ）。

arr2的类型是“指向int的指针”。 取消引用它时，您会得到一个int 。 传递给sizeof ， int的大小为4。

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好的！ 我大部分。 但是...为什么我执行sizeof arr2时输出16不是呢？

正如詹姆斯在评论中指出的那样：

因为sizeof(arr2)减小为sizeof(int*) ，在32位计算机上为4。

也就是说， arr2是一个指针； 在32位计算机上，指针的大小为4。

同样，arr是“指向4个int数组的指针”，即单个指针。 然后我如何得到一个4×4矩阵。

您可以使用以下任一方法：

int mat1[4][4];
int (*mat2)[4][4];

第一个是简单的4×4矩阵。 sizeof(mat1)的结果在32位计算机（以及大多数64位计算机）上为64。

第二个是指向int的4×4矩阵的指针。 sizeof(mat2)的结果在32位计算机上为4； mat2是一个指针（指向int的4×4矩阵），因此它的大小为4，与其他所有对象指针相同（并且在实践中，与每个函数指针的大小相同），尽管C标准不保证函数指针和对象指针的大小相同；不过POSIX确实保证了这一点。

sizeof(*mat2)的结果是mat2指向的对象的大小，它是int的4×4矩阵，因此大小再次为64。

Answer 2

在32位系统中，它需要4个字节或32位来唯一地标识每个内存地址。 指针不仅仅是地址的持有者。 因此需要4个字节。 在第一种情况下，arr是长度为4的指针数组。因此，它需要4 * 4 = 16字节。 在另外两种情况下，arr1和arr2只是一个指针。 因此它们占用4个字节。