面试题：C语言多维数组传递时的内存布局与指针运算

Question

假设你有一个三维数组 `int arr[3][4][5]`，将其作为参数传递给一个函数 `void func(int (*)[4][5])`。请详细解释在函数内部如何通过指针运算访问 `arr[1][2][3]` 这个元素，并编写完整的代码示例。

Answer 1

1. 指针运算解释：

   • 函数 void func(int (*)[4][5]) 接受一个指向 int[4][5] 数组的指针。
   • 当三维数组 int arr[3][4][5] 传递给该函数时，指针实际上指向 arr 的第一个二维数组部分 arr[0]。
   • 要访问 arr[1][2][3]，首先要移动到 arr 的第二个二维数组部分，因为数组下标从0开始，所以移动一个 int[4][5] 大小的偏移，即 *(ptr + 1)，这里 ptr 是函数参数中的指针。
   • 然后在这个二维数组 *(ptr + 1) 中，要移动到第三行（下标为2），即 *(*(ptr + 1)+2)。
   • 最后在这一行中移动到第四个元素（下标为3），即 *(*(*(ptr + 1)+2)+3)。

2. 代码示例：

#include <stdio.h>

void func(int (*ptr)[4][5]){
    int value = *(*(*(ptr + 1)+2)+3);
    printf("arr[1][2][3]的值为: %d\n", value);
}

int main() {
    int arr[3][4][5] = {0};
    // 为了演示，给arr[1][2][3]赋一个值
    arr[1][2][3]=10;
    func(arr);
    return 0;
}

上述代码中，func 函数通过指针运算获取并打印 arr[1][2][3] 的值。在 main 函数中，初始化 arr 并给 arr[1][2][3] 赋值为10，然后调用 func 函数。