二次元配列とポインタについて

質問

関数内の変数宣言にて

(1)　int *( p[ 5 ] );
(2)　int ( *p )[ 5 ];

の違いを教えて下さい。

(1)は *p[ 5 ] と同義のようで
int実体のポインタとなるp[ 0 ]からp[ 4 ]の
配列が作られるようです。
つまり領域に作られるのは
５つの連続したint型へのシングルポインタであり
その他のint実体やダブルポインタは
領域に作られないと認識しております。

(2)との違いが分かりません。

領域では実際に何が作られるのかという点と
このように演算の優先順位がある場合に
どのような順番で解釈すればよいのかという点について
ご説明頂けると助かります。

ではよろしくお願いします。

回答No.3

noname#30727

(1) int *( p[ 5 ] );
pは配列→pはint*を５つ格納する配列

(2) int ( *p )[ 5 ];
pはポインタ→pはint[5]へのポインタ

<例>
int array[3][5];
sub(array);
～～～～～～～
void sub(int (*p)[5])
{
p[2][2] = 3;
}

１次元配列では特に意識しなかったものが、２次元以上の配列では考える必要があることがわかると思います。

回答No.2

leaz024

宣言される変数がどのような性質を持つのか判読するには、まず宣言される変数に着目し、優先順位や結合規則に従って演算子を見ていきます。

(1) の p は [5] と結合しているので、p は「５つの要素を持つ配列」だと分かります。
それが * と結合しているので、「配列の要素はポインタ」だと分かります。
最後に int を見て、「ポインタが指すデータはint型」だと分かります。

int *p[5] の場合、p に * と [5] が両方くっついていますが、間接参照演算子より配列演算子の方が優先順位が上のため、(1) と同じ意味になります。

(2) の場合、p は ( ) によって * と結合しているので、p は「ポインタ変数」だと分かります。（用意されるのはポインタ１つ分のメモリだけです。）
それが [5] と結合しているので、「ポインタが指すデータは、要素５つの配列」だと分かります。
最後に int を見て、「配列の要素はint型」だと分かります。

これだけ読むと何のための変数か分かりませんが、実はこれは「int型ニ次元配列へのポインタ変数」なのです。例えば int a[3][5] という二次元配列があった時、この変数 a へのポインタ p の宣言が int (*p)[5] となります。

配列のメモリ確保の仕組み上、何次元配列でもポインタは *p でいいだろうと思われがちなのですが、このポインタは二次元以上の配列の代わりにはならないのです。これは次の「配列とポインタの関係」から容易に理解できることと思います。

一次元配列の場合、
　　int a[10];
　　int *p;
　　p = a;
のようにポインタ p を用意すると、p は a の代わりに使えるようになります。例えば
　　p[3] = 100;
とすると、これは
　　a[3] = 100;
を行ったのと同じことになります。

この配列とポインタの関係は、二次元以上の配列でも成り立つべきです。つまり
　　int a[3][5];
　　？　　　　・・・a へのポインタ p の宣言
　　p = a;
とした時、
　　a[1][0] = 100;
の代わりに
　　p[1][0] = 100;
とできるべきです。

ところが p の宣言を int *p とした場合、この代替関係は成り立ちません。
アドレス的には p[5] とすればよいだけなのですが、この方法には何のメリットもなく、やはり p[1][0] とできて初めて「これぞ二次元配列へのポインタ」と言えるわけです。
しかし、この p には一次元目の要素数情報がないため、p[1][0] が p から何番目のintデータになるのか計算できないので、このようにアクセスすることができないのです。

そこで二次元配列へのポインタ用に、一次元目の要素数情報を与えた宣言が int (*p)[5] です。
この p は「５つの要素を持つint型配列」単位で操作を行うポインタなので、*p のサイズ（p++ で増加する値）は sizeof(int)*5 バイトであり、p[0]、p[1]、p[2] はそれぞれ a[0]、a[1]、a[2] と等価となります。
また、p[0] や p[1] が指している先は配列なので、さらに配列参照することで各int型データにアクセスすることができます。つまり、p[1][0] で a[1][0] にアクセスできるのです。

回答No.1

BLUEPIXY

(1)をp1
(2)をp2として説明します。
私の処理系では
sizeof(p1)は２０バイトになって
これは、４バイトサイズのポインタが５つ確保されたということです。
質問文に書かれている通りです。
sizeof(p2)は４バイトとなって、
たんなる１つのポインタです。
これは、どういう型へのポインタかというと
int data[5];
のようなｉｎｔ型の５のサイズをもつ配列へのポインタです。
int (*p2)[5];
int i;
static int data[3][5]={
{ 1,2,3,4,5},{6,7,8,9,10},{11,12,13,14,15}};

p2=&data[0];
p2++;
for(i=0;i<5;i++)
printf("%d,",(*p2)[i]);
のようなプログラムでは、
6,7,8,9,10,
が表示されます。
宣言における解釈の優先は、カッコによって変えられます。
どうしてそうなるかというと、
それが、有意義だから（そういうのが必要だから）で
例えば
int *p[ 5 ];
が
int *( p[ 5 ] );
に解釈されて
int ( *p )[ 5 ];
に解釈されないのは、妥当なことだと思います。
（普通上に解釈すると思う。そして、処理系もそうなっている）
そして、必要な時には、宣言上の解釈の順位を変えることができるのも妥当だと思います。
解釈の簡単な仕方は、＊で何が復元されるのかということを考えることだと思います。
（１）の例で言えば
*(p[])はｉｎｔになる
（２）の例で言えば
(*p)で配列の名前部分になる
と考えれば少し考えやすいのではないかなと思います。