算法集锦(二)

二叉查找树(二叉排序树)(C语言)

#include<stdio.h>
#include "fatal.h"
struct TreeNode;
typedef struct TreeNode *Position;
typedef struct TreeNode *SearchTree;
typedef int ElementType;
SearchTree MakeEmpty(SearchTree T);
Position Find(ElementType X,SearchTree T);
Position FindMin(SearchTree T);
Position FindMax(SearchTree T);
SearchTree Insert(ElementType X,SearchTree T);
SearchTree Delete(ElementType X,SearchTree T);
ElementType Retrieve(Position P);
struct TreeNode 
{
    ElementType Element;
    SearchTree left;
    SearchTree right;
};

SearchTree MakeEmpty(SearchTree T)
{
    if(T!=NULL)
    {
        MakeEmpty(T->left);
        MakeEmpty(T->right);
        free(T);
    }
    return NULL;
}

Position Find(ElementType X,SearchTree T)
{
    if(T==NULL)
        return NULL;
    if(X<T->Element)
        return Find(X,T->left);
    else if(X>T->Element)
        return Find(X,T->right);
    else 
        return T;
}

Position FindMin(SearchTree T)
{
    if(T==NULL)
        return NULL;
    if(T->left==NULL)
        return T;
    else
        return FindMin(T->left);
}

Position FindMax(SearchTree T)
{
    if(T==NULL)
        return NULL;
    else if(T->right==NULL)
        return T;
    else
        return FindMax(T->right);
}

SearchTree Insert(ElementType X,SearchTree T)
{
    if(T==NULL)
    {
        T=malloc(sizeof(struct TreeNode));
        if(T==NULL)
            FatalError("Out of space!!!");
        else
        {
            T->Element=X;
            T->left=T->right=NULL;
        }
    }
    else if(X<T->Element)
        T->left=Insert(X,T->left);
    else if(X>T->Element)
        T->right=Insert(X,T->right);
    return T;
}

SearchTree Delete(ElementType X,SearchTree T)
{
    Position TmpCell;
    if(T==NULL)
        Error("Error not found");
    else if(X<T->Element)
        T->left=Delete(X,T->left);
    else if(X>T->Element)
        T->right=Delete(X,T->right);
    else if(T->left&&T->right)
    {
        TmpCell=FindMin(T->right);
        T->Element=TmpCell->Element;
        T->right=Delete(X,T->right);
    }
    else
    {
        TmpCell=T;
        if(T->left==NULL)
            T=T->right;
        else if(T->right=NULL)
            T=T->left;
        free(TmpCell);
    }
    return T;
}
ElementType Retrieve(Position P)
{
    if(P==NULL)
        return -1;
    else
        return P->Element;
}

二叉查找树(二叉排序树)的详细实现

1、序

     详细实现了二叉查找树的各种操作:插入结点、构造二叉树、删除结点、查找、  查找最大值、查找最小值、查找指定结点的前驱和后继

2、二叉查找树简介

     它或者是一棵空树;或者是具有下列性质的二叉树: (1)若左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值; (2)若右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; (3)左、右子树也分别为二叉排序树

3、二叉查找树的各种操作

        此处给出代码,注释非常详细,具体操作请参考代码:

  1 /*************************************************************************
  2   这是一个二叉查找树,实现了以下操作:插入结点、构造二叉树、删除结点、查找、
  3   查找最大值、查找最小值、查找指定结点的前驱和后继。上述所有操作时间复杂度
  4   均为o(h),其中h是树的高度
  5   注释很详细,具体内容就看代码吧
  6 *************************************************************************/
  7 
  8 #include<stdio.h>
  9 #include<stdlib.h>
 10 
 11 //二叉查找树结点描述
 12 typedef int KeyType;
 13 typedef struct Node
 14 {
 15     KeyType key;          //关键字
 16     struct Node * left;   //左孩子指针
 17     struct Node * right;  //右孩子指针
 18     struct Node * parent; //指向父节点指针
 19 }Node,*PNode;
 20 
 21 //往二叉查找树中插入结点
 22 //插入的话,可能要改变根结点的地址,所以传的是二级指针
 23 void inseart(PNode * root,KeyType key)
 24 {
 25     //初始化插入结点
 26     PNode p=(PNode)malloc(sizeof(Node));
 27     p->key=key;
 28     p->left=p->right=p->parent=NULL;
 29     //空树时,直接作为根结点
 30     if((*root)==NULL){
 31         *root=p;
 32         return;
 33     }
 34     //插入到当前结点(*root)的左孩子
 35     if((*root)->left == NULL && (*root)->key > key){
 36         p->parent=(*root);
 37         (*root)->left=p;
 38         return;
 39     }
 40     //插入到当前结点(*root)的右孩子
 41     if((*root)->right == NULL && (*root)->key < key){
 42         p->parent=(*root);
 43         (*root)->right=p;
 44         return;
 45     }
 46     if((*root)->key > key)
 47         inseart(&(*root)->left,key);
 48     else if((*root)->key < key)
 49         inseart(&(*root)->right,key);
 50     else
 51         return;
 52 }
 53 
 54 //查找元素,找到返回关键字的结点指针,没找到返回NULL
 55 PNode search(PNode root,KeyType key)
 56 {
 57     if(root == NULL)
 58         return NULL;
 59     if(key > root->key) //查找右子树
 60         return search(root->right,key);
 61     else if(key < root->key) //查找左子树
 62         return search(root->left,key);
 63     else
 64         return root;
 65 }
 66 
 67 //查找最小关键字,空树时返回NULL
 68 PNode searchMin(PNode root)
 69 {
 70     if(root == NULL)
 71         return NULL;
 72     if(root->left == NULL)
 73         return root;
 74     else  //一直往左孩子找,直到没有左孩子的结点
 75         return searchMin(root->left);
 76 }
 77 
 78 //查找最大关键字,空树时返回NULL
 79 PNode searchMax(PNode root)
 80 {
 81     if(root == NULL)
 82         return NULL;
 83     if(root->right == NULL)
 84         return root;
 85     else  //一直往右孩子找,直到没有右孩子的结点
 86         return searchMax(root->right);
 87 }
 88 
 89 //查找某个结点的前驱
 90 PNode searchPredecessor(PNode p)
 91 {
 92     //空树
 93     if(p==NULL)
 94         return p;
 95     //有左子树、左子树中最大的那个
 96     if(p->left)
 97         return searchMax(p->left);
 98     //无左子树,查找某个结点的右子树遍历完了
 99     else{
100         if(p->parent == NULL)
101             return NULL;
102         //向上寻找前驱
103         while(p){
104             if(p->parent->right == p)
105                 break;
106             p=p->parent;
107         }
108         return p->parent;
109     }
110 }
111 
112 //查找某个结点的后继
113 PNode searchSuccessor(PNode p)
114 {
115     //空树
116     if(p==NULL)
117         return p;
118     //有右子树、右子树中最小的那个
119     if(p->right)
120         return searchMin(p->right);
121     //无右子树,查找某个结点的左子树遍历完了
122     else{
123         if(p->parent == NULL)
124             return NULL;
125         //向上寻找后继
126         while(p){
127             if(p->parent->left == p)
128                 break;
129             p=p->parent;
130         }
131         return p->parent;
132     }
133 }
134 
135 //根据关键字删除某个结点,删除成功返回1,否则返回0
136 //如果把根结点删掉,那么要改变根结点的地址,所以传二级指针
137 int deleteNode(PNode* root,KeyType key)
138 {
139     PNode q;
140     //查找到要删除的结点
141     PNode p=search(*root,key);
142     KeyType temp;    //暂存后继结点的值
143     //没查到此关键字
144     if(!p)
145         return 0;
146     //1.被删结点是叶子结点,直接删除
147     if(p->left == NULL && p->right == NULL){
148         //只有一个元素,删完之后变成一颗空树
149         if(p->parent == NULL){
150             free(p);
151             (*root)=NULL;
152         }else{
153             //删除的结点是父节点的左孩子
154             if(p->parent->left == p)
155                  p->parent->left=NULL;
156             else  //删除的结点是父节点的右孩子
157                  p->parent->right=NULL;
158             free(p);
159         }
160     }
161 
162     //2.被删结点只有左子树
163     else if(p->left && !(p->right)){
164         p->left->parent=p->parent;
165         //如果删除是父结点,要改变父节点指针
166         if(p->parent == NULL)
167             *root=p->left;
168         //删除的结点是父节点的左孩子
169         else if(p->parent->left == p)
170             p->parent->left=p->left;
171         else //删除的结点是父节点的右孩子
172             p->parent->right=p->left;
173         free(p);
174     }
175     //3.被删结点只有右孩子
176     else if(p->right && !(p->left)){
177         p->right->parent=p->parent;
178         //如果删除是父结点,要改变父节点指针
179         if(p->parent == NULL)
180             *root=p->right;
181         //删除的结点是父节点的左孩子
182         else if(p->parent->left == p)
183             p->parent->left=p->right;
184         else //删除的结点是父节点的右孩子
185             p->parent->right=p->right;
186         free(p);
187     }
188     //4.被删除的结点既有左孩子,又有右孩子
189     //该结点的后继结点肯定无左子树(参考上面查找后继结点函数)
190     //删掉后继结点,后继结点的值代替该结点
191     else{
192         //找到要删除结点的后继
193         q=searchSuccessor(p);
194         temp=q->key;
195         //删除后继结点
196         deleteNode(root,q->key);
197         p->key=temp;
198     }
199     return 1;
200 }
201 
202 //创建一棵二叉查找树
203 void create(PNode* root,KeyType *keyArray,int length)
204 {
205     int i;
206     //逐个结点插入二叉树中
207     for(i=0;i<length;i++)
208         inseart(root,keyArray[i]);
209 }
210 
211 int main(void)
212 {
213     int i;
214     PNode root=NULL;
215     KeyType nodeArray[11]={15,6,18,3,7,17,20,2,4,13,9};
216     create(&root,nodeArray,11);
217     for(i=0;i<2;i++)
218         deleteNode(&root,nodeArray[i]);
219     printf("%d
",searchPredecessor(root)->key);
220     printf("%d
",searchSuccessor(root)->key);
221     printf("%d
",searchMin(root)->key);
222     printf("%d
",searchMax(root)->key);
223     printf("%d
",search(root,13)->key);
224     return 0;
225 }

二叉搜索树的建立

二叉搜索树最大特征是:左边子结点的值<当前结点的值,右边子结点的值>当前结点的值。

依照这个特征,可以使用递归和非递归两种方式建立一颗二叉搜索树。

下面是我的代码,分明列举了递归和非递归的建立方式。最初写的代码与正确版本大致相同,但程序总是运行不通过,debug后发现问题在于指针操作错误。自以为对c语言非常熟稔了,但还是犯下如此幼稚的错误,所以贴出这个错误,作为一个警示。

2014/5/24 ps:原来二叉搜索树最难的地方在于删除操作,所以补充一个删除操作。此外,还明白了书本介绍二叉搜索树的原因,因为很多更复杂的树结构,是以此为基础的,如b树,b+树,avl树等等。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct NODE
{
    NODE * pleft;
    NODE * pright;
    int ivalue;
} node;

/*  错误示例,实际上这个函数并没有连接起新建的结点
void insert_bitree(node *pt, int value)
{
    if(pt == NULL)
    {
        pt = (node *) malloc ( sizeof(node) );
        pt->ivalue = value;
        pt->pleft = NULL;
        pt->pright = NULL;
        return ;
    }
    else if( value < pt->ivalue)
    {
        insert_bitree(pt->pleft, value);   
    }
    else
    {
        insert_bitree(pt->pright, value);
    }
}
*/

void insert_bitree(node **ppt, int value) //递归方式1
{
    if(*ppt == NULL)
    {
        *ppt = (node *) malloc ( sizeof(node) );
        (*ppt)->ivalue = value;
        (*ppt)->pleft = NULL;
        (*ppt)->pright = NULL;
        return ;
    }
    else if( value < (*ppt)->ivalue)
    {
        insert_bitree(&((*ppt)->pleft), value); //将指向指针的指针重定位到当前结点的pleft
    }
    else
    {
        insert_bitree(&((*ppt)->pright), value); //将指向指针的指针重定位到当前结点的pright
    }
}

node* create_searchtree(node *t, int  temp)   //递归方式2
{  
    if (t == NULL) {    // 若当前树为空  
        t = (node *)malloc(sizeof(node) * 1);  
        if (t == NULL) {  
            printf("内存分配失败!
");  
            exit(EXIT_FAILURE);  
        }  
        t->ivalue = temp;  
        t->pleft = NULL;  
        t->pright = NULL;  
    }else if (t->ivalue  > temp) {   // 如果比当前结点小,则插入左子树  
        t->pleft = create_searchtree(t->pleft, temp);  
    }else if (t->ivalue < temp){    // 如果比当前结点大,则插入右子树  
        t->pright = create_searchtree(t->pright, temp);  
    }  
   
    return t;  
}

node * creat_bitree(int value[], int len) //非递归方式
{
    int i, flag;

    node *before;
    node *tmp;
    node *pt = (node *)malloc( sizeof(node) );

    pt->ivalue = value[0];
    pt->pleft = pt->pright = NULL;

    flag = 0;
    for(i = 1; i < len; i++)
    {
        tmp = pt;
        while(tmp != NULL)
        {
            if ( value[i] < (tmp)->ivalue)
            {
                before = tmp; // 存储当前结点的位置
                flag = -1;  //标志位,表明向左子树探索
                tmp = (tmp)->pleft;
            }
            else
            {
                before = tmp;
                flag = 1;
                tmp = tmp->pright;
            }
        }
        
        if(flag == -1) //将输入值插入当前结点的左子树
        {
            before->pleft = (node *) malloc (sizeof(node) );
            before->pleft->ivalue = value[i];
            before->pleft->pleft = before->pleft->pright = NULL;
        }
        else if( flag == 1)
        {

            before->pright = (node *) malloc (sizeof(node) );
            before->pright->ivalue = value[i];
            before->pright->pleft = before->pright->pright = NULL;
        }
    }
    return pt;
}

void preorder(node *pt)  //先序访问二叉树
{
    if(pt != NULL)
    {
        printf("%d
", pt->ivalue);
        preorder(pt->pleft);
        preorder(pt->pright);
    }
}

void postorder(node *pt)
{
    if(pt != NULL)
    {
        postorder(pt->pleft);
        postorder(pt->pright);
        printf("%d
", pt->ivalue);
    }
}

int main()
{
    int a[8] = {1, 2, 7, 4, 5, 19, 9, 3};
    int len = sizeof(a) / sizeof(int);

#if 1
    int i;
    node *pt = (node *)malloc(sizeof(node));
    assert(pt != NULL);
    pt->ivalue = a[0];
    pt->pleft = pt->pright = NULL;
    for(i = 1; i < 8; i++)
    {
        //pt = create_searchtree(pt, a[i]);
        insert_bitree(&pt, a[i]);
    }
#else 

    node *pt = creat_bitree(a, len);

#endif

    preorder(pt);

    return 0;
}
node * find_elem(int x, node * t)
{
    if( t == NULL)
        return NULL;
    if( x < t->ivalue)
        return find_elem(x, t->pleft);
    else if ( x > t->ivalue)
        return find_elem(x, t->pright);
    else
        return t;
}
 
node * find_min(node *t)
{
    if( t == NULL)
        return NULL;
    else if( t->pleft == NULL)
        return t;
    else
        return find_min(t->pleft);
}
 
node * delete_elem(int x, node *t)
{
    node * tmp;
 
    if( t == NULL) // 已到树底,并且树中不存在该元素
    {
        printf("element: %d doesn't exist
", x);
        exit(-1);
    }
    else if( x < t->ivalue ) // 进入左子树
        t->pleft = delete_elem(x, t->pleft );
    else  if( x > t->ivalue )
        t->pright = delete_elem(x, t->pright);
    else if( t->pleft && t->pright) // 找到该元素,但该元素还有两个子节点,从最右端节点找到最小点,进行替换该元素所在节点,替换后该树仍为二叉搜索树
    {
        tmp  = find_min(t->pright);
        t->ivalue = tmp->ivalue;
        t->pright = delete_elem(t->ivalue, t->pright);
    }
    else // 找到该元素,但该元素仅有一个子节点
    {
        tmp = t;
        if( t->pleft == NULL)
            t = t->pright;
        else if( t->pright == NULL)
            t = t->pleft;
        free(tmp);
    }
    return t;
}

指针数组,数组指针,指针函数,函数指针,二级指针详解

先看个简单的:char *p,这定义了一个指针,指针指向的数据类型是字符型,char  *(p)定义了一个指针P;

char *p[4], 为指针数组,由于[]的优先级高于*,所以p先和[]结合,p[]是一个数组,暂时把p[]看成是q,也就是char *(q),定义了一个指针q,只不过q是一个数组罢了,故定义了一个数组,数组里面的数据是char *的,所以数组里面的数据为指针类型。所以char *p[4]是四个指针,这四个指针组成了一个数组,称为指针数组,既有多个指针组成的数组。

char(*p)[4],数组指针,强制改变优先级,*先与p结合,使p成为一个指针,这个指针指向了一个具有4个char型数据的数组。故p中存放了这个char型数组的首地址,可用数组指针动态内存申请:

                                      char (*p)[10];

                                      p=(char*)malloc(sizeof(char[x])*N);

char *f(char,char),指针函数,()的优先级高于*,故f先与()结合,成为函数f(),函数的返回值是char *类型的,故返回值是一个指针。

char (*f)(char,char),函数指针,*与f结合成为一个指针,这个指针指向函数的入口地址。函数名就是函数的首地址。函数指针是指向函数的指针变量。 因而“函数指针”本身首先应是指针变量,只不过该指针变量指向函数。这正如用指针变量可指向整型变量、字符型、数组一样,这里是指向函数。C在编译时,每一个函数都有一个入口地址,该入口地址就是函数指针所指向的地址。有了指向函数的指针变量后,可用该指针变量调用函数,就如同用指针变量可引用其他类型变量一样,在这些概念上是一致的。函数指针有两个用途:调用函数和做函数的参数。

 int func(int x); /* 声明一个函数 */ 
 int (*f) (int x); /* 声明一个函数指针 */ 
 f=func; /* 将func函数的首地址赋给指针f */

以后如果要调用函数func(),也就可以这样调用:(*f)();

/****************************************************二级指针**************************************************/

二级指针简单来说就是指向指针的指针。

char a=200;

char *p;

char **q;//q是一个二级指针

p=&a;

q=&p;  //q指向指针p

假设变量a在内存中的地址为2000H,则它们的关系就如下面的示意图:

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指针p指向a,p的值是2000H,*p就是取地址2000H中的值即a为200,而p本身的地址是4000H,q指向指针p,*q就是取地址4000H中的值即p的值为2000H,而**q就是取地址2000H中的值即200。

所以:

*p==200;

*q=2000H;

**q=200;

以上的q是一个指针指针的二级指针,然而还有指向数组的二级指针。

 当一个指针变量指向另一个指针变量时,则形成二级指针。使用二级指针可以在建立复杂的数据结构时提供较大的灵活性,能够实现其他语言所难以实现的一些功能。定义二级指针的形式是:

  类型标识符**二级指针变量名

  定义指针的同时可以对其赋值,然后就可以使用了。

  如果定义一个指针数组,则指针数组名就是一个二级指针。用指针数组元素值指向长度同的字符串,操作时可以节省内存空间,而对地址进行操作,提高了运行效率。

char   s[3][5]={ "abc ", "uio ", "qwe "}; 
可以看成是三个指向字符串的一级指针(s[0],s[1],s[2]),由s[3]得。 
而s[3]本身又是一个一维数组存储s[0],s[1],s[2]三个一级指针,则s就可以看作是一个二级指针,即指向指针的指针。 
这时定义一个二级指针char**p;就能通过p访问二维数组了。

也可以这样char *p[] = {“ab“, “cd“, “ef“};定义了一个指针数组.

char **sp = p;

就可以使用sp[i]来访问字符串了。

大家都知道,要想在函数中改变形参的值,形参用指针传递就行了。

比如:

void f(char *p1,char *p2)

{

    *p1=10;

    *p2=20;

}

void main()

{

      char a,b;

      char *p,*q;

      p=&a;

      q=&b;

      f(p,q);

}

 执行后此时a=10,b=20;

原理如下:

当调用函数f后,p1指向a,p2指向b;

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 接着*p1=10; *p2=20;使p1指向的地址空间的值赋为10,p2指向的地址空间的值赋为20;
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 然后函数调用结束,这时a=10,b=20;
如果要在函数中改变指针的值,比如改变p,q的值就需要用到二级指针。
void GetMemory(char **p, int num)
{
       *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}

以上函数,就实现了在函数中改变指针的值,使指针指向新申请的空间。

附:/*************************以下内容转载自http://msfengyun.spaces.live.com/blog/cns!7E7030E1847FD490!188.trak***////////////

指针是C语言的一大特色,它就像一把双刃剑:使用得当能够给程序带来极大的灵活性和高效性;反之,程序就会变得难以调试,漏洞百出!

众所周知,指针实质就是地址!一个变量的地址即称为此变量的“指针”。如果有这样一种变量:它的存储单元里存放的是其它变量的地址!我们就称之为“指针变量”。(请注意两者之间的区别:两个完全不同的概念!)

我们都知道,数组名和函数名就是它们的入口地址。同理,一个变量名其实也是此变量的所在地址!C语言中有一种运算符为“&”:取址运算符。因为数组名与函数名本身代表的就是地址,通常不会对并且也不能对它们进行取址操作或其它运算操作(其实对于函数名的直接引用与对它取址是等价的)。这也是它们被称为“常量”的原因!但对于一个变量来讲,情况就不一样了。要想获得它的地址,就必须进行“&”运算,尽管它本身表示的也是地址值!而对变量直接进行引用得到却是它所在的内存单元的数据内容!“指针变量”作为一种变量当然也不能例外!只不过它与其它普通变量的差别是,它的内容是其它变量(包括“指针变量”)的地址,在WIN32上,它的大小恒为32位,4BYTE。而普通变量则不会有大小上的限制!对指针变量所指向的地址的数据内容的获取则是通过操作符“*”。在理解上我们将“提领操作符*”视为类型的一部分,并且这种数据类型是一种变量地址类型(均对每一个“*”而言)!

只要明白了以上常识,“指针”将不会再是程序设计中的“拦路虎”!

从内存的存储映象的角度来讲,C的规则数组(不包括通过数据结构设计的多维数组)不存在多维,也就是说所有的数组本质上都是一维的,而一级指针就等价于一维数组!关键的不同在于多维数组与一维数组语义上的差别!而我们理解多维数组通常将之形象地描述成“矩阵”形式。更为精确的理解是多维数组的每个元素就是一个数组,如此递归下去直至最后每个元素是一个简单的变量类型,最终得到的就是一个特殊的一维数组!

看如下一个例程:

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

void main()

{

   int a[][3]={{250,250,250},{250,250,250}};

   int* p=(int*)a;-------------------@

}

注:语句@在.C文件中可以写成int* p=a;但会给出警告;若是在.CPP文件中写成int* p=a;是通不过编译的!所以规范起见,最好在任何时候都要进行强制类型转换!

通过进行调试,在WATHCH窗口中查看变量的内存地址情况如下:

从图上可以看出二维数组在内存单元中是线性增长的。倘若此时有一个二级指针int** q=NULL;如何通过q来操作二维数组a[2][3]呢?

通过q=a;如何呢?在.C文件中可以编译通过,但会给出警告。若是在.CPP文件中则不会编译通过!我相信很多人的第一反应是加上强制类型转换:q=(int**)a;如此以来,程序编译、链接畅通无阻,连警告也没有!但一运行就会出问题:这是当然的!下面进行详细分析。。。。。。

  

    根据我上面讲述的:q可视为int**类型,且是int*变量的地址类型变量!对q (指针变量)的引用,得到是的其(即q)内存单元的数据,即int*变量的地址,*q则是获取q所指向的int*变量类型地址的内容,相当于int* Q变量Q的直接引用,得到是int类型变量的地址。q所占的内存为4BYTE,*q所占的内存也为4BYTE。一切都清楚了。

   现在来分析二维数组a的数据类型。我们知道指针与数组的联系的常见具体应用有两种:一种是“数组指针”:形如(*ptr)[];另外一种是“指针数组”:形如*ptr[]。两者之间的区别想必大家都清楚。如果我定义一个:“数组指针”并初始化:int (*pp)[3]=a;那么通过pp完全可以操作a[2][3]。来分析一下“数组指针”(*ptr)[SIZE],ptr所指的对象是有SIZE个某种数据类型值的数组。而ptr本身又是一级指针,一级指针又等价于一维数组。a[2][3]的低维是一个维度为3的一维数组。高维是一个维度为2的一维数组,不难理解,正如前面所述:二维数组的每个元素是一个一维数组,相当于一维数组的两次嵌套。比如变量a[0]是一个维度为3的一维数组,a[1]亦是一样。这样一来,高维的那一部分可视为一个指针!一个胆大的设想出来了:二维数组本质上就等同于“数组指针”!这种想法虽然无懈可击,但想归想,事实是怎样的还得验证。现借用C++的类型识别,得出两者的数据类型:(以下语句需用头文件<typeinfo>)

cout<<typeid(a).name()<<endl;

cout<<typeid(pp).name()<<endl;

输出结果为:int (*)[3](换行) int (*)[3]

两者完全相同,与设想一致!

    

    现在回到问题上来,q=(int**)a;强制转换成功,但却不可能正确运行!原因已浮出水面:q这个地址单元存放的是int*类型的“指针变量”的地址,而二维数组a骨子里却是一个“数组指针”。两者完全是“八竿子打不着”!想一想它们的内存分布情况,前者(地址)所指向的内存大小恒为4BYTE,后者(地址)所指向的内存大小是随着你定义的数组维数而不断变化的!即使通过强制类型转换成功,q的内存值就是a所代表的地址,但这个地址仅仅是一个地址,而q的内存值不仅要求是一个地址,而且还必须是一个“指针变量”的地址!只有这样通过*q(前面说过:*q则是获取q所指向的int*变量类型地址的内容,即一个int变量的地址)才能操作一个普通变量的地址,否则就是用“*”来操作普通变量,想一下int x=250;*x表示的是什么呢?

   或许有人会问:你不是说二维数组实质上就是一维数组吗,怎么二维数组实质上又是“数组指针”?这里有必要强调一下:我是从它们的存储映象上来讲的,但编译器的语义实现上两者是绝不能划等号的!你能够将一个二维数组赋值给一个一维数组吗?显然是不行的!因此我们这样想:语句q=(int**)a;是将一个一维数组(等价于一级指针)赋给一个二级指针(要通过“&”赋一级指针的地址才行),地球人都知道这是行不通的!虽然乍听起来还蛮合理的,其实此般理解无异于穿凿附会。刚才解释过,两者的语义迥异!不过,这样理解似乎更能深刻且方便地知道那样做错在哪里了,呵呵。。。。。。

另:

/*******************************以下内容转载自http://zhidao.baidu.com/question/126882280*************///////////////////////////

#include <iostream.h>
void main()
{
int a[2][3];
int**p=a;
}

请问为什么是错误的??(请不要说数组名是一个指针这个我知道,我想知道为什么不能用二级指针指向二维数组)

本来不想写什么的,但是看看,我觉得都没有我想要的答案,于是我像楼主推荐我的拙见。其实这个数组与指针的问题,要写的话,一句话,两句话是将不清楚的。
首先数组和指针的概念你没分清楚,数组的本质你没搞清楚。这是导致问题出现的根源。
int x[5]; 这个定义里面,我们说定义了一个数组x,此数组有5个数组元素,元素的类型为int类型。首先要问的是,x到底为什么东西? 我知道,在谭浩强的书上面说x是数组名,x代表了数组第一个元素的首地址。没错,x确实是数组的名字,x的值也确实是第一个数组元素的地址值。注意这里我们说x代表的值与数组第一个元素的地址值相等,但是并不是说他们的类型是一样的。那么x的类型到底是什么呢? 有人说就是int * 类型。有如下语句可以做证:
int *p=x; //这句话是正确的。
x的类型真是int *吗,我们说不是,因为下面的语句是不正确的:
int a=10;
x=&a; // int *类型的变量时可以接受值的。所以x不是int*
那么我们可以猜测x的类型是不是 int *const呢。也就是说x是一个地址值不可以改变的指针。这句话貌似有点正确。但是请大家看看下面的例子:
int x[5]={0};
int a=sizeof(x); // a的值到底是多少?实际上这里a的值是5*4=20
我这里使用的编译器是VC++ 6.0 int类型数据占用4个字节空间,所以这里的道的是整个数组占用的字节数。 我们不是说x的类型是iint * const类型的吗,也就是x应该是一个指针类型,应该是4个字节的啊,为什么sizeof出来时整个数组占用的字节数呢。例如
sizeof(int *)这个的结果就是4。所以有此可以看出,x的类型并不是int*,也不是int * const。
int x[5];中的x到底是什么呢,我们说x是数组,此数组有5个元素,并且每个元素都是int类型。 我们有一个识别数据类型的规律例如:
int x; //x类型为int
int *x;//x类型为int *
int **x;//x类型为int **
int (*x)[10];//x类型为int(*)[10]实际上是指向数组的指针
int (*x)(int ,int);//x的类型为int(*)(int,int)实际上是指向函数的指针
由此可以看出,一个符号是什么数据类型,我们只要在其定义的表达式中去掉符号本身,剩下的就是符号的类型了。照此推断,int x[5];中x的类型应该是 int [5]这个类型,可以看出此类型并不是int *类型。
那么int x[5];中的x可以这样赋值: int *p=x; 为什么呢,只能说这里面将x的类型隐式转换为了int *类型。所以这里是可以赋值的,因为进行了类型转换。 再请看下面的例子:
void function(int x[5])
{
cout<<sizeof(x)<<endl; //这里输出4
}
为什么会输出4,而不是4*5呢,可以看出上面的函数形参实际上类型是int*,并不是数组类型,所以我们在定义函数的时候,下面的都是与上面等价的:
void function(int x[])//元素个数是多少可以省略
{
cout<<sizeof(x)<<endl; //这里输出4
}
void function(int *x) //直接写成指针变量也没错
{
cout<<sizeof(x)<<endl; //这里输出4
}
他们都是等价的。
那么我们看一个类似的问题:
int x[5];
int **p=&x; //为什么会报错? 因为类型不匹配。
p的类型是int **,而&x的类型却不是int **。 &x的类型实际上是int(*)[5],因为去的是x的地址,也就是说这个地址是数组的地址,并不是指向数组第一个元素的指针的指针(也就是二维指针),而是整个数组的地址。所以我们可以改成下面的:
int (*p)[5]=&x;//这就对了。
指向数组的指针,和指向数组元素的指针有什么不同?
我们说对于一个指针变量,要几点是我们必须注意的,例如int *p;我们要注意的是,p的类型是int*,p占用的空间4个字节,p指向的数据类型是int。p指向的数据类型占用4个字节。所以对于指针变量,我们要明白指针变量本身是占用空间的,本身是有类型的,其次指针变量所指向的空间是有类型的,是有空间的。
那么int *p; char *p1; 对于指针变量来说p,p1里面都放的是地址值,说白了就是一个数值,他们都占用4个字节的空间,但是他们的类型不一样,p里面的地址指向的是int类型的数据,p1指向的是char类型的数据,这主要体现在p++与p1++中他们在内存中移动的字节数是不一样的,我们假设int占4个字节,char占1个字节。那么对于p来说向前移动了4个字节,p1来说移动了一个字节。这就是他们的类型不同,导致运算过程中的不同。
int x[5];
int (*p3)[5]; 此时p3指向数组x,那么p3++实际上向前移动了多少呢,可以算出移动了4*5个字节。也就是p3指向的是一个数组,是整个数组,所以p3移动的时候是将一个数组当做一个整体来看待的。所以向前移动了一整个数组的距离。
再看你的问题之前,我们来看一个类似的问题:
int a[2][3];
int**p=&a; //这里我用&a来赋值行不行呢。是不行的。
这里为什么是错误的,原因就是因为&a的类型不是int**类型。所以类型不兼容,导致不能赋值,同时这两种类型是不可以相互转换的。 那么&a到底是一个什么样的类型呢。 我们说&a去的是整个数组的地址,那么&a自然就是指向整个数组的指针了。 int (*p)[2][3]=&a; 此时这样赋值才是正确的。如果我们要用a直接赋值,那该定义一个什么样的变量来接受它呢,首先要明白,数组名代表的地址类型是指向数组的第一个元素的指针,例如:
int a[10];
int *p=a; 实际上这里与 int *p=&a[0];是等价的。因为指向a[0]的指针类型就是int*类型。  那么&a的是去数组的地址,其类型是指向数组的指针,而不是指向数组第一个元素的指针,整个是要区别的,他们的类型就不一样。 int(*p)[10]=&a;
所以说这里的a和&a绝对不是同一个东西,虽然本质上他们的地址值是一样的,但是他们的类型不一样。就决定他们代表不同的意义。
那么刚刚说了对于下面的例子:
int a[2][3];
int (*p)[2][3]=&a;//我们可以定义这样的一个变量p来接受&a的值。
那么我们要接受a应该定义一个什么样的变量呢。a[2][3]是一个二维数组,可以看成是这样的a是一个数组,具有两个元素,分别为a[0],a[1]其中这两个元素的值a[0],a[1]他们的值又是一个具有3个元素的数组。此时我们可以将a[0],a[1]看成是数组名,那么a[0][0]就是数组a[0]的第0个元素了。对应关系如下:
a[0] ---->  a[0][0],a[0][1],a[0][2]
a[1] ---->  a[1][0],a[1][1],a[1][2]
那么a到底是什么,其实a数组有两个元素,a[0],a[1],那么a的值自然就是其第一个元素的地址了,也就是&a[0]了。这是一个什么类型?  我们知道如果我们将a[0]看成一个整体,例如我们用A来代替a[0],那么A[0],A[1]就相当于a[0][0],a[0][1] 。 此时A就是一个int类型的数组,&A,的类型实际上就是 int(*p)[3]这个类型。
所以下面的代码也是正确的:
int a[2][3];
int(*p)[3]=a; //所以对于你的问题,可以这样子。。
原文地址:https://www.cnblogs.com/alantu2018/p/8464210.html