在C中訪問多維數組

Question

我需要以下代碼的解釋：

int a[2][3][2] = { 1,2,3,
                   4,5,6,
                   7,8,9,
                   10,11,12 };
std::cout << a[0][5][0];

就multi dimensional arrays而言，第一個索引指示行數，第二個索引指示列數，第三個索引指示數組數。 但是，這段代碼給了我11作為輸出，更令人震驚的是

for(int i=0; i<12; i++)
    std::cout<<a[0][0][i];

打印數組的所有元素。 我在網絡上的任何地方都找不到這種訪問的解釋。 有人請澄清一下！

Answer 1

這樣想吧。

a [2] [3] [2]實際上只是將a [12]分為2組然后是3組。

a [0] [5] [0]確實是a [0] [0] [5 * 2] = a [0] [0] [10]

這是因為將數組加載到連續內存中。

Answer 2

這個故事的寓意是……“沒有湯匙”（矩陣）。

沒有行，列和頁面。 只是具有線性序列的內存，其中元素僅一個接一個地存儲。

多維數組只是一個“投影”，而想法或頁面/行/列只是一個抽象。

a[k][j][i]意思僅僅是（間接層之間的距離） *(a + k*Y*X + j*X + i)

其中Z，X和Y是尺寸的大小。 我們最可能稱為“頁面”，“行”和“列”的內容。

注意。 與Z，Y和X無關，將k = 0，j = 0，i = 11放在等效表達式中是完全合理的，並且將引用12值。

Answer 3

只要您處於a[2][3][2]的范圍內，您期望的結果就一直保持。 也就是說，當您對a[1][2][1]執行a[0][0][0]時，您的假設將成立。 但是，一旦越過邊界，您看到的結果將不再相同。

實際上，考慮到您在代碼中使用的數字， a[i][j][k]在技​​術上與第一個元素之后的k+j*2+i*2*3元素相同。 這樣就可以表示看起來像“ 3D”的數組，但實際上在內存中它們是“行”或一維數組。 因此，通過執行*2和*2*3您實際上跳到了“下一個”子數組。

當您超出a[2][3][2]的范圍時，為什么它不起作用？ 以a[i][j][k] k=4 a[i][j][k]為例，它等效於i*2*3 + j*2 + k = i*2 + (j+1)*3 + 1 。 因此，就好像它已經“跳到”了下一行/列/任何內容。

您可以通過想象一個表格並遍歷該行，從而更好地將其可視化為二維數組，一旦超出該行的最后一列，您便會落在其下方的行上。

但是，當您超出多維數組的范圍時，或者當您“掉下”所在行時，C不會警告您。

更新資料

您正確地說a[0][5][0]不存在。 在這種情況下，發生的事情是您實際上將讀取內存中緊挨着a 。 例如，假設您的代碼中有a和b ，當您在代碼中處理a和b時，實際上a和b只是一部分內存。 假設a是一個總共包含12個元素的數組，當您超出這12個元素時，C只會假設該數組與您說的一樣大，然后獲取15個“塊”之后的內存會給你的 因此a[15]實際上存在，但不屬於數組。 如果它們在內存上彼此相鄰，則它可能屬於b ，或者它可以完全屬於其他東西。

技術術語是，當您將a聲明為大小為12的整數數組時，它將彼此相鄰分配12整數（12 * 4字節）的內存，並為您標記a 。 a將指向該內存的開始； 這是一個指針。 當您執行a[x]或a[i][j][k]您將獲得指向a的第x個內存的指針。 並且如果x大於12，它將在a之外並抓住那里的任何東西，並認為它是整數。 （雖然它可能是其他東西；這就是為什么當您執行這種操作時可能會產生垃圾，因為它實際上可能是其他東西，並且他們將其解釋為整數）。

Answer 4

多維數組存儲在內存中的連續內存位置，因此您的數組在內存中的外觀類似於：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

由於C無法提供數組綁定檢查的方法，因此您可以在數組限制后訪問內存，甚至可以訪問未分配的內存（ 有時會產生錯誤）。

訪問a [x] [y] [z]是使用x，y，z，值和相對於a的內存地址中數組a的大小來計算的（您可能知道，a是指向第一個元素的指針）在這種情況下，數組中為[[0] [0] [0]）。