標准是否定義了`a [i]`的類型，其中`a`是`T [M] [N]`？

Question

我偶爾會使用多維數組，並且很好奇標准所說的（C11和/或C ++ 11）索引的行為，其“維度”小於為數組聲明的索引。

鑒於：

int a[2][2][2] = {{{1, 2}, {3, 4}}, {{5, 6}, {7, 8}}};

標准是說a[1]是什么類型，還是a[0][1] ，它是否合法，是否應該按預期正確地索引子數組？

auto& b = a[1];

std::cout << b[1][1];

Answer 1

m[1]只是int[2][2] 。 同樣， m[0][1]只是int[2] 。 是的，作為子數組的索引按照您的想法運行。

Answer 2

標准是否定義a[i]的類型，其中a是T [M][N] ？

當然。 該標准基本上定義了所有表達式的類型，如果不是，則它將是缺陷報告。 但我想你對這種類型更感興趣......

雖然標准可能沒有明確提到你的情況，但規則是陳述的並且很簡單，給定類型為T的N元素的數組a ，表達式a[0]是類型T的左值表達式。 在變量聲明int a[2][2]中， a 的類型是兩個類型為int的兩個元素的數組元素的數組 ，它應用上面的規則意味着a[0]是一個2元素數組的左值 ，或者你必須在程序中輸入它： int (&)[2] 。 添加額外的維度不會影響機制。

Answer 3

我認為C11中的這個例子含蓄地解釋了它。

C11 6.5.2.1數組下標

示例考慮由聲明int x[3][5];定義的數組對象int x[3][5]; 這里x是3×5的整數數組; 更確切地說， x是一個由三個元素對象組成的數組，每個元素對象是一個由五個整數組成的數組。 在表達式x[i] ，它等價於(*((x) + (i))) ， x首先被轉換為指向五個int的初始數組的指針。 然后根據x的類型調整i ，這在概念上需要將i乘以指針所指向的對象的大小，即五個int對象的數組。 添加結果並應用間接以產生五個整數的數組。 當在表達式x[i][j] ，該數組又被轉換為指向第一個int的指針，因此x[i][j]產生一個int 。

類似的是在C ++ 11 8.3.4數組中

示例：考慮

 int x[3][5]; 

這里x是3×5的整數數組。 當x出現在表達式中時，它將轉換為指向（三個中的第一個）五元數組整數的指針。 在表達式x[i] ，它等價於*(x + i) ， x首先被轉換為如上所述的指針; 然后將x + i轉換為x的類型，其涉及將i乘以指針所指向的對象的長度，即五個整數對象。 添加結果並應用間接以產生一個數組（五個整數），然后將其轉換為指向第一個整數的指針。 如果有另一個下標，則同一參數再次適用; 這次結果是一個整數。 - 末端示例] - 尾注]

Answer 4

要記住的關鍵點是，在C和C ++中，多維數組只是一個數組數組（因此三維數組是數組數組的數組）。 多維數組的所有語法和語義都遵循它（當然還有語言的其他規則）。

所以給定一個對象定義：

int m[2][2][2];

m是int[2][2][2]類型的對象（兩個數組的數組，每個數組由兩個元素組成，每個元素由兩個元素組成，每個元素都是兩個int的數組） 。

當你寫m[1][1][1] ，你已經在評估m ， m[1]和m[1][1] 。

表達式m是一個引用int[2][2][2]類型的數組對象的左值。

在m[1] ，數組表達式m被隱式轉換為（“衰減”）指向數組第一個元素的指針。 該指針的類型為int(*)[2][2] ，指向int的雙元素數組的雙元素數組。 根據定義， m[1]相當於*(m+1) ; +1將m前進一個元素並取消引用結果指針值。 因此m[1]引用int[2][2]類型的對象（兩個數組的數組，每個數組由兩個int元素組成）。

（數組索引operator []被定義為對指針而不是數組進行操作。在像arr[42]這樣的常見情況下，指針恰好是隱式數組到指針轉換的結果。）

我們重復m[1][1] ，給我們一個指向兩個int （ int(*)[2]類型int(*)[2]數組的指針。

最后， m[1][1][1]得到了評估m[1][1]並再次重復該過程，給出了一個引用int類型對象的左值。 這就是多維數組的工作原理。

只是添加到輕浮，像foo[index1][index2][index3]這樣的表達式可以直接使用指針和數組。 這意味着您可以使用指針和任意大小的分配來構造一些（幾乎）像真正的多維數組一樣的東西。 這使您可以在每行中使用“不規則”數組，其中包含不同數量的元素，甚至是缺少的行和元素。 但是，由您來管理每一行的分配和釋放，甚至是每個元素。

推薦閱讀： comp.lang.c FAQ的第6部分。

旁注：有些語言中多維數組不是數組數組。 例如，在Ada中（使用括號而不是方括號進行數組索引），您可以擁有一個數組數組，索引類似於arr(i)(j) ，或者您可以擁有一個二維數組，索引類似於arr(i, j) 。 C不同; C沒有對多維數組的直接內置支持，但它為您提供了自己構建它們的工具。