C - 兩列3D數組之間的地址差異

Question

對於以下C代碼段，

int a[2][3][2] = { { {1,2},{3,4},{5,6} },{{7,8},{9,10},{11,12} } };
printf("%d %d",a[1]-a[0],a[1][0]-a[0][0]);

這段代碼給出了輸出3 6 ，但我沒有得到這個。

我可以將3D數組a[2][3][2]可視化為兩個大小為3x2的2D數組，其索引如下：

a[0][0]--> | 1 2 || 7  8 | <--a[1][0]  
a[0|[1]--> | 3 4 || 9  10|
           | 5 6 || 11 12|
            a[0]    a[1]

假設a[0]地址為1000則a[1]地址將為1012 ，假設int大小為2個字節。 所以(a[1] - a[0])應該是12，但它給出的3. 3實際上是矩陣中的行數。但是，為了得到行數，代碼應該是這樣的：

(a[1] -a[0])/(row_size *sizeof(int));

類似地，在a[1][0]-a[0][0] 。

我不明白這件事。 請解釋。 謝謝。

Answer 1

讓我們嘗試寫出數組在內存中的樣子：

+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+
| a[0][0][0] | a[0][0][1] | a[0][1][0] | a[0][1][1] | a[0][2][0] | a[0][2][1] | a[1][0][0] | a[1][0][1] | a[1][1][0] | a[1][1][1] | a[1][2][0] | a[1][2][1] |
+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+------------+
^                         ^                         ^                         ^
|                         |                         |                         |
a[0][0]                   a[0][1]                   a[0][2]                   a[1][0]
|                                                                             |
a[0]                                                                          a[1]

當你做a[1] - a[0]你讓子數組衰減到指向第一個元素的指針，兩個指針之間的差異以它們的解引用類型為單位。

所以對於a[0] （和a[1] ），類型是int [3][2] 。 它衰減到指向其第一個元素的指針，其類型為int (*)[2] 。 取消引用的指針將是int [2]類型。 現在a[0]和a[1]之間a[0]多少int [2] a[1] ？ 有三個這樣的元素，因此a[1] - a[0]是3 。

如果我們取a[1][0] - a[0][0] ，則a[1][0]和a[0][0]都是int [2] 。 它衰減到一個int *類型的指針，而dereferenced類型是int 。 並且在a[0][0]和a[1][0]之間有六個int元素。

Answer 2

根據標准6.5.6p9，這是未定義的行為：

當減去兩個指針時，兩個指針都指向同一個數組對象的元素，或者指向數組對象的最后一個元素的元素; 結果是兩個數組元素的下標的差異。 結果的大小是實現定義的，它的類型（有符號整數類型）是在頭文件中定義的ptrdiff_t ...

問題是它會在大多數系統中產生預期的結果。 但是認為a[0]和a[1]將屬於同一個數組a 。 但是a[0][0]和a[1][0]屬於不同的數組對象，然后指針將指向違反上述規則的兩個不同的數組對象。 這就是未定義行為的原因。