指向二維數組的指針

Question

拜托，我是C編程的新手，請幫我這個忙。以下代碼有錯誤嗎？ 基本上，我們如何使用指向二維數組的指針...

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int* max5(int** p,int r,int c)
{

/* have to design a function which takes as argument pointer to a 2-D array and returns a pointer to an array which contains the 5 highest entries*/

}

int main()

{

    int rows,coloumns;
    printf("Enter the number of rows and coloumns separated by a space\n");
    scanf("%d %d",&rows,&coloumns);
    int **ptr;

    ptr=(int**)malloc(sizeof(int*)*rows);
    int i,j;
    for(i=0;i<rows;i++)
    {
        for(j=0;j<coloumns;j++)
        {
            scanf("%d",*(ptr+i)+j);
            printf("%d\n",*(*(ptr+i)+j));
        }
    }
    free(ptr);
    return 0;
}

Answer 1

在C語言中，二維數組只是具有不同索引的常規數組。 因此，您有兩個選擇：

1. 分配一個數組並將其索引為： array[I*n+j]
2. 分配一個數組數組（這似乎是您試圖做的）

您可以按照相關文章中所示的方式實現第二個目標： 在C中分配矩陣 。

Answer 2

動態分配2D數組可以通過幾種方式完成。

假設您有一個支持可變長度數組的C99編譯器或C2011編譯器，這很簡單：

int rows, columns;
...
scanf("%d %d",&rows,&columns);
int array[rows][columns];

array是可變長度數組（VLA），這意味着其尺寸是在運行時確定的。 要將其傳遞給另一個函數，原型就是

int *max5( int rows, int columns, int arr[rows][columns] ) { ... }

也可以寫成

int *max5( int rows, int columns, int (*arr)[columns] ) { ... }

我將在下面介紹第二種形式。 請注意，必須先聲明rows和columns然后才能在VLA聲明中使用它們。

您將其稱為

int *maxarr = max5( rows, columns, array );

這種方法的優點是：a）很容易，並且b） array的內存是連續分配的（即，作為一個連續的內存塊），並在退出其封閉范圍時立即釋放； 無需手動free它。 這種方法的缺點是rows和columns不能任意大，您不能使用常規的初始化程序語法來初始化數組（即，您不能編寫int array[rows][columns] = { ... }; ），並且您不能在文件范圍內定義VLA（即，作為全局變量）。 還存在一個問題，即VLA支持始終有些參差不齊，並且2011年標准現在使它們成為可選項，因此不能保證將在所有地方都支持它們。

如果rows或columns很大，或者出於某些其他原因要從堆中分配此內存，則稍微復雜一點：

int rows, columns;
...
scanf("%d %d", rows, columns);
int (*array)[columns] = malloc( sizeof *array * rows );

在這個版本中， array是一個指向的N元件陣列int （其中N == columns ），並且我們malloc的空間來容納M個這種陣列（其中，M == rows ）。 同樣，這利用了VLA語法，但是我們不是從堆棧幀分配內存，而是從堆分配內存。 像第一種方法一樣，內存是連續分配的。 您將像其他數組一樣索引其中：

array[i][j] = x;

完成數組操作后，您可以將其釋放為

free( array );

max5的原型是

int *max5( int rows, int columns, int (*arr)[columns] ) { ... }

看起來熟悉？ 那是我們先前通過2D VLA時使用的第二個版本。

除非它是sizeof或一元&運算符的操作數，或者是用於在聲明中初始化另一個數組的字符串文字，否則類型為“ T N元素數組”的表達式將轉換為類型為“”的表達式。指向T “的指針，表達式的值將是數組中第一個元素的地址。

在我們將array聲明為2D VLA的第一種情況下，當您調用

int *maxarr = max5( rows, columns, array );

表達array從型轉換“ rows的-元素陣列columns -元素的數組int ”到“指針columns -元素的陣列int ”，所以什么max5接收是一個指針值，而不是陣列。 碰巧在函數參數聲明的上下文中， T a[N]和T a[]都被解釋為T *a ； IOW，三個都聲明a作為指向T的指針。

因此，兩者

int *max5( int rows, int columns, int arr[rows][columns] ) { ... }

和

int *max5( int rows, int columns, int (*arr)[columns] ) { ... }

將arr聲明為指向數組而不是2D數組的指針。 同樣，兩者都返回一個簡單的int * ，而不是一個int數組。 這樣做的原因是簡單的; 如果您使用返回子數組

return arr[i];

表達arr[i]將具有類型“ columns -元素的陣列int ”; 根據上述規則，該表達式將被轉換為int *類型。 C不允許您將數組對象返回為array ，數組表達式也不能成為賦值的目標。

現在，如果您使用的是C89編譯器或不支持VLA的C2011編譯器，該怎么辦？ 在這種情況下，您需要以零散的方式分配內存，如下所示：

int rows, columns;
int **array;
...
scanf("%d %d", rows, columns);
array = malloc( sizeof *array * rows );
if ( array )
{
   int i;
   for ( i = 0; i < rows; i++ )
   {
     array[i] = malloc( sizeof *array[i] * columns );
   }
}

現在，您的max5原型為

int *max5( int rows, int columns, int **arr );

您不再處理數組或指向數組的指針； 您正在處理雙指針，這與指向2D數組的指針不同。 您仍然可以對其進行下標， 就好像它是2D數組一樣

arr[i][j] = x;

但它本身不是數組對象。

要意識到的最重要的事情是，不能保證內存是連續的； 行可能不會在內存中相鄰，所以你不想嘗試使用指針走行，像這樣：

int (*p)[columns] = arr;
while ( some_condition )
  p++; // sets p to point to the next row

對於零散分配的數組，這種算法將不起作用。

另外，由於內存是零散分配的，因此需要零散地釋放它：

for ( i = 0; i < rows; i++ )
  free(array[i]);
free( array );

希望能有所幫助。

Answer 3

此代碼可解決您的問題：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int* max5(int** p,int r,int c)
{

/* have to design a function which takes as argument pointer to a 2-D array and returns a pointer to an array which contains the 5 highest entries*/

}

int main()

{

    int rows,coloumns;
    printf("Enter the number of rows and coloumns separated by a space\n");
    scanf("%d %d",&rows,&coloumns);
    int **ptr;
    int i,j;

    ptr=(int**)malloc(sizeof(int*)*rows);
    for(j=0;j<coloumns;j++)
    {
        *(ptr+j) = (int *)malloc(sizeof(int)*coloumns);
    }

    for(i=0;i<rows;i++)
    {
        for(j=0;j<coloumns;j++)
        {
            scanf("%d",*(ptr+i)+j);
           //*(*(ptr+j)+i) = i+j;
            printf("%d\n",*(*(ptr+i)+j));
        }
    }
    free(ptr);
    return 0;
}

實際上，您忘記為列分配內存！

Answer 4

您可以通過正確定義類型在C中分配2D數組：

int (*ptr)[coloumns] = calloc(sizeof(int) , rows * coloumns);

然后，您可以通過ptr[i][j] 。 如果您的數組確實需要保留在分配它的范圍之外並且很小，那么您也可以在堆棧上分配它

int ptr[rows][coloumns];
memset(ptr, 0, sizeof(ptr));

您試圖分配的是一個指針數組int (*)[coloumns]與int **類型不同，盡管它們都可以通過使用索引運算符[i][j]進行尋址。 后者的數據結構要復雜得多，並且容易出錯。 除非您需要可變的行大小，否則我建議您不要這樣做。