ANSI C中內存中的二維數組

Question

我在這里和其他網站上看過很多人說如果宣布這樣的話：

double a[5][2];

它將在內存中分配，如：連續塊，如：

a[0][0] | a[0][1] | a[1][0] | a[1][1] | ....etc

但這總是一個規律嗎？ 我想創建一個函數來乘以可變大小的矩陣，但在純CI中，如果不知道至少一個維度，就不能通過參數傳遞矩陣。 所以我做了這個：

void MatMult(double* m1, double* m2, double* res, int h, int w, int l)
{
  int i, j, k;
  for (i = 0; i < h; i++)
  {
    for (j = 0; j < w; j++)
    {
        double p_res = 0;
        for (k = 0; k < l; k++)
        {
            p_res += (*(m1+i*l+k))*(*(m2+k*w+j));
        }
        *(res+i*w+j)=p_res;
    }
  }
}

隨叫隨到：

 double m1[2][3], m2[3][1], m3[2][1];
 ...
 MatMult(&(m1[0][0]),&(m2[0][0]),&(m3[0][0]),2,1,3);

它奏效了。 但這會一直有效還是我應該注意的例外情況，如內存對齊或類似的東西？

Answer 1

要將2D數組傳遞給函數，您必須更改接口

void MatMult(size_t h, size_t w, size_t l. double m1[h][w], double m2[w][l], double res[h][l]);

或類似的：

• 首先是尺寸
• 然后用它們來聲明尺寸

此外，我在這里使用了size_t ，因為這是所有索引計算的正確類型。

這適用於所有實現C99的編譯器。 （基本上所有人都可以做到。）

Answer 2

是的，它總能奏效。 聲明像你做的ara保證是“連續的”，這意味着他們的物品將被緊緊包裝起來。 所以，如果你聲明double[55]你就會知道[50] -th元素總是會在[49]元素之后，沒有可感知的間隙。

我想，但我不完全確定，對於一些非常罕見的數據類型（如包括不平衡的位域等），“對齊”仍然可以啟動並抵消某些東西。 我不確定。 但 即使 （參見Jens評論）如果編譯器添加了一些對齊偏移，它將在單個數據元素內部或在元素之間的boudary中這樣做，並且在兩種情況下編譯器都會知道它。 因此，它應該在每個[], ->, .應用所有必需的更正[], ->, . 操作，只要它仍然具有所有必需的類型信息（double-number）。 如果刪除類型信息並開始通過“無類型”（或錯誤類型）指針訪問數組，例如：

double array[50];
char* p = (char*)array;
int size = sizeof(double);
for(i=0;i<50;++i)
    .. *(double*)(p+size) ..

那么編譯器當然沒有類型信息，也無法應用正確的對齊偏移。 但是如果你按照上面所做的那樣做，你可能已經知道了風險。

接下來的是，沒有二維數組這樣的東西。 既不是C語言，也不是C ++語言。

定義為double[5][2]的數組是double的數組（2）的數組（5）。 CMIIW，我可以交換它們。 無論如何，關鍵是'double'是一種數據類型，是更高級別1D陣列的元素。 然后， double[2]是數據類型和更高級別1D數組的元素，依此類推。

現在，請記住數組的“順序+連續”布局：

double            ->  DD
double[2]         -> [DD | DD]
double[5][2]      -> [ {DD:DD} | {DD:DD} | {DD:DD} | {DD:DD} | {DD:DD} ]

由於數組必須是連續的和連續的，所以double [2]必須將其元素布局如上 - 顯而易見。

但是，由於double [5] [2]是一個數組，它的數組是[5]，並且由於它的元素是double [2] - 它必須以相同的方式布局它的元素。 首先是整個元素，然后是第二個整數元素，依此類推。

就像double [2]不能將其雙精度“拆分”成分散的1字節塊一樣，double [5] [2]不能拆分它的數組[2]。

Answer 3

通過使用double a[5][2] ，您將在堆棧中創建二維數組，它始終是一個連續的內存塊。 另一方面，如果您嘗試在堆上創建二維數組（即使用malloc），則無法保證您將獲得連續的內存塊，因此您可能無法以線性方式遍歷已分配的內存。