面试题：C语言中多维数组与指针数组的转化细节

Question

假设有一个二维数组`int arr[3][4]`，请编写代码将其转换为指针数组`int *ptr[3]`，并解释在转换过程中涉及到的C语言指针与数组之间的原理，包括地址计算、数据访问方式的变化等。

Answer 1

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[3][4] = {
        {1, 2, 3, 4},
        {5, 6, 7, 8},
        {9, 10, 11, 12}
    };
    int *ptr[3];

    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        ptr[i] = arr[i];
    }

    // 输出验证
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 4; j++) {
            printf("%d ", ptr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

指针与数组原理

1. 地址计算：
   • 在二维数组int arr[3][4]中，arr是数组名，代表首元素地址，也就是arr[0]的地址。arr[0]本身又是一个包含4个int类型元素的数组，其地址也是arr[0][0]的地址。对于arr[i][j]，其地址计算为&arr[0][0] + i * 4 + j（假设int类型占4个字节），因为每一行有4个int类型元素。
   • 对于指针数组int *ptr[3]，ptr是数组名，代表首元素地址，即ptr[0]的地址。ptr[i]存储的是arr[i]的地址，也就是arr[i][0]的地址。
2. 数据访问方式变化：
   • 对于二维数组arr，可以使用arr[i][j]的方式访问数据，编译器会根据上述地址计算方式找到对应的数据。
   • 对于指针数组ptr，ptr[i]是一个指针，指向arr[i]的起始地址，ptr[i][j]等同于*(ptr[i] + j)，先找到ptr[i]指向的地址，然后偏移j个int类型的位置来访问数据。