• 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:

    指针数组,数组指针,指针函数,函数指针,二级指针详解 - chopin_tech - chopin_tech的博客

    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;

    指针数组,数组指针,指针函数,函数指针,二级指针详解 - chopin_tech - chopin_tech的博客
     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;
    指针数组,数组指针,指针函数,函数指针,二级指针详解 - chopin_tech - chopin_tech的博客
     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。。
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