理解C语言size_t *a[]形参与指针传参机制及数组读取异常

核心逻辑偏差 #

C语言所有函数参数传递均为值拷贝，不存在传引用机制。不管是普通变量还是指针，传入函数的都是实参在栈上的一份临时副本，函数内对副本本身的修改，完全不会影响调用方栈上的原变量。

你现在的代码对rows参数的处理是完全正确的：

• 传入的&rows是调用方perform()栈上rows变量的内存地址，类型为size_t*
• 函数内通过*rows = n，借助指针存储的地址，直接读写对应栈内存，把行数写回了调用方的rows变量

但对sizes参数的处理完全偏离了逻辑：

• 传入的&sizes是调用方perform()栈上sizes指针变量的内存地址，类型为size_t**
• 函数内本来应该通过*sizes解引用，拿到调用方sizes变量的内存地址，再把malloc出来的行长度数组的首地址写进去
• 你实际写的是sizes = malloc(...)，相当于直接把函数栈帧上的那个二级指针副本（本来存的是调用方sizes的栈地址），改成了malloc返回的堆地址。这个副本只在函数运行时存在，函数一返回栈帧销毁，调用方的sizes变量从来没被写入过，一直是未初始化的野值，读取时自然得到全0甚至随机值。

形参size_t* sizes[]的本质 #

C语言规定，函数形参位置书写的类型 数组名[]格式，会在编译阶段自动退化为等价的指针类型。
也就是说，你写的形参size_t* sizes[]，和直接写size_t** sizes没有任何运行时区别，本质就是一个存储了size_t*类型变量地址的二级指针，和普通二级指针完全等价，和数组没有任何运行时关联。

之前memcpy方案触发段错误的原因 #

你之前写的memcpy(sizes, malloc(n * sizeof(size_t)), (n * sizeof(size_t)))属于完全错位的内存操作：

• sizes本身存的是调用方perform()栈上sizes变量的地址，memcpy会从这个地址开始，连续写入n*sizeof(size_t)长度的内存，直接踩穿了perform()的栈空间，把栈上的返回地址、其他变量值全部覆盖，必然触发段错误。
• 这个场景根本不需要memcpy，因为我们要写入调用方sizes变量的只是一个指针值（通常是4或8字节），直接通过解引用赋值就能完成，memcpy在这里不仅多余，还会因为操作长度错误直接破坏内存。

正确实现（无需memcpy） #

只需要把两处错位的赋值逻辑修正即可，不需要额外的内存拷贝：

1. 把原来给局部二级指针赋值的sizes = malloc(...)，改成解引用后给调用方的sizes变量赋值：*sizes = malloc(n * sizeof(size_t))
2. 修正数组元素访问的运算符优先级问题：C语言中[]的优先级高于*，直接写sizes[i]会访问二级指针指向的后续栈内存，必须加括号写成(*sizes)[i]才能正确访问malloc出来的行长度数组元素。

修正后的完整代码：

int64_t** marray_read( size_t* rows, size_t* sizes[] ) {
    size_t n = read_size();
    *rows = n;
    // 把行长度数组的首地址写入调用方的sizes变量
    *sizes = malloc(n * sizeof(size_t));
    
    int64_t **array = (int64_t **)malloc(n*sizeof(int64_t*));
    size_t m = 0;
    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        m = read_size();
        // 加括号保证先解引用拿到行长度数组首地址，再访问第i个元素
        (*sizes)[i] = m;
        array[i] = (int64_t *)malloc(m*sizeof(int64_t));
        for (size_t j = 0; j < m; j++) {
            array[i][j] = read_int64();
        }
    }
    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        printf("%zu ", (*sizes)[i]);
    }
    printf("\n");
    return array;
}

void perform() {
    size_t rows;
    size_t* sizes;
    int64_t** marray = marray_read(&rows, &sizes);
    for (size_t i = 0; i < rows; i++) {
        printf("%zu ", sizes[i]);
    }
}

C语言指针传参的底层规则总结 #

• 所有函数参数传递都是值拷贝，不管类型是整数、浮点数还是指针，传入函数的都是实参的一份临时副本，存放在函数专属的栈帧上
• 如果需要在函数内修改调用方的变量，必须传递该变量的内存地址，通过地址间接读写对应内存，才能把修改同步回调用方的栈空间
• 所谓“传指针本质也是传值”，指的是指针本身是一个存储地址的整数值，如果直接修改这个拷贝的指针变量本身，调用方的原指针不会有任何变化；只有通过指针存储的地址去操作对应内存，才是有效修改
• 运算符优先级会直接影响指针解引用的逻辑，访问二级指针指向的动态数组元素时，必须优先处理解引用操作，必要时加括号避免逻辑错位

内容的提问来源于stack exchange，提问作者vasyok03