二维字符数组和指针的相应问题研究

二维字符数组和指针的相应问题研究

在尝试用C语言实现广度优先算法时，需要用到支持以二维字符数组为值的哈希表，于是我对自己前面实现的int型键值对的哈希表进行再加工，发现在定义二维字符数组和指针时遇到较大问题，特此记录

shadowfish 2019/10/24

将已知的二维字符数组传入以储存

尝试

一开始，我将待传入的二维字符数组定义为
char a[][30]={"ABCD","EFDG","12122"};
此代码创建了char类型3行30列 （3个字符串，每个字符串30个字节） 的二维数组。
接着，我尝试用一个二级指针指向它
char **ap =a;
并读取它的第一行字符串
printf("%s",*ap);
编译，运行到printf("%s",*ap); 时报错Segmentation fault，即段错误，访问了不可访问的内存。

原因

*ap的值类型为char* （指向char的指针） ，而它实际存储的是char型二维数组a的第一行数据的值 (本质是int型数据) ，而不是指向a的第一行数据的首地址。这就导致程序将int型数据当作地址访问，自然访问了不可访问的内存。

补充

char* p;字符指针p相当于一维字符数组名，printf("%s",p)中p指向字符数组首地址，配合"%s"格式化输出相当于从首地址开始逐个输出各个字符，到"/0"结束。

解决

既然出现问题的原因是*ap指向了int型数据，那么我们需要让它指向真正的字符数组首地址。我们将待传入的二维字符数组定义改为
char *a[30]={"ABCD","EFDG","12122"};
这种定义方式创建了长度为30的字符型指针数组(char* [])，指针数组里的每个指针指向各个字符数组（字符串）的首地址。
char **ap =a;
用**ap指向它后，*ap（即ap[0])存储的是字符型指针变量(char*)的首地址。
printf("%s",*ap);
此时引用*ap进行输出，传递进的是指向a第一行首地址的字符型指针(char*)(等效于*a或a[0])，从而输出了a第一行的所有字符。

我制作了便于直观理解的图表：

技巧

定义变量时，调整*的位置，可以更好地理解
char* a[30];
char* *ap;
若将表示字符型指针(char*)的*贴近char，可以很清楚地看出，a[30]是一个char*类型的数组，即字符型指针数组；*ap是一个char*类型的指针，即指向字符型指针的指针。

---

延申思考
char *a[30]={"ABCD","EFDG","12122"};
char (*a)[30]={"ABCDEFDG12122"};
char *a={"ABCDEFDG12122"};
上述三种定义方式有很大的区别。
char *a[30]={"ABCD","EFDG","12122"};创建了长度为30的char型指针数组，指针数组中的每个指针指向各个字符数组（字符串）的首地址；
char (*a)[30]={"ABCDEFDG12122"};创建了指向一个长度为30的 char型数组的指针；
char *a={"ABCDEFDG12122"};创建了指向"ABCDEFDG12122"这个被隐式创建的字符数组的首地址的指针。

此处三种方式都为a赋了初值。
char *a[30]={"ABCD","EFDG","12122"};将指针数组里的前三个指针指向三个字符数组（字符串）；
char (*a)[30]={"ABCDEFDG12122"};初始化了被a指向的字符数组的前面部分字节，它显式创建了一个字符数组，a被定义为一个指向长度为30的字符数组的指针。VSCODE的调试器可以直接读取a指向该字符数组的所有元素值；

char *a={"ABCDEFDG12122"};隐式创建了一个长度为14的字符数组，a被定义为指向这个字符数组首地址的指针，相当于

char b[]={"ABCDEFDG12122"};
char *a=b;

可以看出，显式和隐式本质上都创建了一个字符数组，并令字符指针指向它的首地址。
不同在，显式声明时，VSCODE调试器可以实时获取a的下标0-29的所有元素的值，即使随后a指向了长度小于或大于30的字符数组，VSCODE调试器依然能且只能实时获取a下标0-29的值；
隐式声明时，VSCODE调试器只能显示a指向的字符数组首地址的字符值。
由此可以推断，显式和隐式声明在底层的实现是等效的，区别是告诉调试器以不同的方式处理这个指针变量的值。

另：
第二种方式若像第一种方式一样赋初值
char (*a)[30]={"ABCD","EFDG","12122"};
由于这只是一个一维字符数组，只会存储"ABCD"，后面的字符串不会被存储。

---