在计算机中,数组寻址是通过特定的寻址公式来计算数组元素的存储地址。以下是几种常见的数组寻址方式及其详细说明:
一维数组寻址
对于一维数组,假设数组的下标下界为 \(LB\),上界为 \(UB\),每个元素占用 \(S\) 个存储单元,则数组元素 \(A[i]\) 的地址 \(LOC(i)\) 可以通过以下公式计算:
\[
LOC(i) = LOC(LB) + (i - LB) \times S
\]
例如,对于一维数组 `a`,每个元素占用 4 个存储单元,第一元素(下标为 0)的地址为 `LOC(0) = 1000`,则下标为 3 的数组元素 `a` 的地址为:
\[
LOC(3) = 1000 + (3 - 0) \times 4 = 1000 + 12 = 1012
\]
二维数组寻址
对于二维数组 \(A[m][n]\),其中 \(m\) 和 \(n\) 分别表示数组的行数和列数(从 1 开始或从 0 开始),每个元素占用 \(S\) 个存储单元,按行优先顺序存放时,数组元素 \(A[i][j]\) 的地址 \(LOC(i,j)\) 可以通过以下公式计算:
按行优先顺序存放
\[
LOC(i,j) = LOC(1,1) + [n \times (i - 1) + j - 1] \times S
\]
按列优先顺序存放
\[
LOC(i,j) = LOC(0,0) + (n \times i + j) \times S
\]
三维数组寻址
对于三维数组 \(A[M][N][P]\),其中 \(M\)、\(N\) 和 \(P\) 分别表示数组的行数、列数和深度,每个元素占用 \(S\) 个存储单元,数组元素 \(A[i][j][k]\) 的地址 \(LOC(i,j,k)\) 可以通过以下公式计算:
\[
LOC(i,j,k) = LOC(0,0,0) + (P \times (i - 1) + (N \times (j - 1)) + (k - 1)) \times S
\]
示例
假设有一个二维数组 `int A`,每个元素占用 4 个字节,我们可以计算出数组中任意元素的地址。例如,计算 `A` 的地址:
按行优先顺序
\[
LOC(1,2) = LOC(1,1) + [4 \times (1 - 1) + 2 - 1] \times 4 = LOC(1,1) + 1 \times 4
\]
按列优先顺序
\[
LOC(1,2) = LOC(0,0) + (4 \times 1 + 2) \times 4 = 0 + 24 = 24
\]
总结
通过上述公式和示例,我们可以计算出数组中任意元素的地址。这在编程和算法设计中非常有用,特别是在需要随机访问数组元素的情况下。不同的寻址方式适用于不同的应用场景,选择合适的寻址方式可以提高程序的性能和可读性。