Почему именно при таком обращении к матрице мы получаем все ее элементы?

Question

[LevSvl08]

Я вывожу каждый элемент матрицы в консоль следующим образом:,

for (int i = 0; i < 10; i++) {
        for (int j = 0; j < 10; j++)
        {
            cout << *(*(matrix + i) + j);
        }
        cout << endl;
    }

, но я не могу понять логику данного выражения. Ведь matrix + i - это указатель, значит, *(matrix + i) - это значение элемента. Тогда *(matrix + i) + j- это сумма значения и переменной j. В таком случае, *(*(matrix + i) + j) - это указатель. Я понимаю, что где-то в моей логике есть брешь. Скажите, пожалуйста, что я не уловил? Что мы получаем на каждом этапе данного действия и каким образом в итоге получаем элемент, а не указатель ?

Comments

[Евгений Шатунов]

LevSvl08 , я так понимаю, объявление matrix - это секрет, которым ты с нами не поделишься?

[LevSvl08]

ахахах, извиняюсь, int matrix[10][10];

Answer 1

[mayton2019]

Ты работаешь скорее всего не с матрицей а с зубчатым массивом (jagged array). Или его еще называют
массив массивов. Кстати строки этого массива вовсе не обязаны быть равными. Тоесть не квадрат.
Их можно делать разного размера. И если смотреть на них сбоку - то получается картинка "зубов".

*(*(matrix + i) + j)
в данном выражении идет 2 разыменования. Первый - прыжок на зуб. И второе - прыжок к нужной ячейке
массива зуба.

В альтернативном варианте - можно создать просто массив из 100 элементов и доступ получать по формуле

matrix = new int[100];
cout << matrix[j + i * 10]

И этот подход более рациональный с точки зрения менеджера памяти. Мы выделяем 1 кусок а не 10.
Что вобщем экономит память т.к. аллокатор может резервировать больше памяти чем мы запрашиваем.
И с точки зрения когерентности по памяти это лучше т.к. мы точно знаем что соседние строки матрицы
лежат физически рядом а не разбросаны черт знает где.

Comments

[LevSvl08]

Спасибо! Пока что мне довольно трудно дается такое объяснение. Знаю, что есть "треугольные матрицы", но с ними мне еще не довелось иметь дело. Тут я работаю с простой матрицей 10x10. А вот про разыменование не стыкуется.*(matrix+i) - это же разыменование, тогда как *(matrix+i)+jв моем понимании - значение, то есть сумма matrix[i]+j.

[res2001]

LevSvl08, Как у вас объявлен matrix? Приведите кусок кода с объявлением matrix и его инициализацией.
Подозреваю, что это что-то типа:
int **matrix;
2 звездочки означает указатель на указатель на int. Соответственно возвращаемый тип первого разыменования *(matrix + i) это int*, а раз это указатель, то мы его можем разыменовать еще раз и только после второго разыменования получим значение элемента.
Но при таком варианте матрицы надо иметь ввиду, что память выделять для подобной матрицы нужно следующим образом:

matrix = new *int[N];
for(int i = 0; i < N; ++i) { matrix[i] = new int[N]; }

Соответственно аналогичным образом и удалять матрицу, освобождая каждый элемент первого массива. Посчитайте сколько вызовов new получается, столько же должно быть и вызовов delete[].
По сути это не двумерный массив, а одномерный массив каждый элемент которого является массивом (массив массивов).
Такой подход имеет право на существование, но он не оптимальный с точки зрения производительности.

Если важна скорость работы с матрицей, то имеет смысл использовать подход описанный mayton2019 и выделять память под всю матрицу одним куском. Но в таком случае вы не сможете использовать операцию двойной индексации matrix[i][j] (догадайтесь почему), индекс придется вычислять вручную, способом указанным в ответе mayton2019.

[res2001]

LevSvl08, Прочитал в комментариях, что двумерный массив у вас объявлен статически/автоматически.
В этом случае тип matrix является int[10][10]. Используя первое разыменование мы снимаем первую размерность и получаем после *(matrix + i) тип int[10] и дальше имеем право разыменовывать еще раз.
Для наглядности набросал примерчик, посмотрите вывод: https://gcc.godbolt.org/z/jn9W7vMG5

Для статических/автоматических массивов лучше не использовать разыменование, чтоб не вводить самого себя в заблуждение. Используйте индексацию. Статический/автоматический массив это не то же самое что указатель, хотя работают местами похоже, но в некоторых случаях различаются.
Например посмотрите чему равен sizeof автоматического массива и чему равен sizeof указателя (последняя строка примера).