變長arrays如何支持數值處理？
[英]How do variable length arrays support numeric processing?
問題描述
我正在閱讀C Herbert Schildt的完整參考第 4 版。 在第 4 章 - Arrays 和字符串中，它提到“將可變長度 arrays 添加到 C99 的一個主要原因是支持數字處理”。
我的問題是：什么是數字處理？ 可變長度 arrays 如何支持數字處理？
1 個解決方案
解決方案1
4 已采納 2023-02-02 01:28:24
可變長度 arrays 可以出現在三個地方：
- 自動局部變量。
- 動態分配arrays。
- Function個參數。
自動局部變量可能會有問題——它們占用堆棧空間，並且沒有可移植的方法來確定是否有足夠的堆棧空間來分配您要創建的數組。 如果沒有足夠的空間，程序將單方面停止； 無法從錯誤中恢復。 這讓很多人反對 VLA。
動態分配的 arrays 沒有問題——盡管這種表示法不是特別方便。 您可以判斷分配何時失敗並做出適當的反應。
Function 參數是靈活性發揮作用的地方——尤其是對於 2D arrays（以及更高維度）。
在引入 VLA 之前，您必須要么將數組視為一維向量並手動計算索引，要么必須為每個不同大小的矩陣編寫不同的函數，或者至少為每個不同的列數編寫不同的函數。
你可以使用：
enum { NCOLS = 8 };
static void dump_array(const char *tag, size_t nrows, int array[][NCOLS])
{
printf("%s: (%zux%d)\n", tag, nrows, NCOLS); // Note %zu vs %d!
for (size_t r = 0; r < nrows; r++)
{
for (size_t c = 0; c < NCOLS; c++)
printf(" %5d", array[r][c]);
putchar('\n');
}
}
就目前而言這很好，但是如果您想要具有不同列數的矩陣，則必須編寫（和調用）不同的函數。
另一種方法是使用大的一維向量並計算代碼中的二維下標：
static void dump_array(const char *tag, size_t nrows, size_t ncols, int array[])
{
printf("%s: (%zux%zu)\n", tag, nrows, ncols);
for (size_t r = 0; r < nrows; r++)
{
for (size_t c = 0; c < ncols; c++)
printf(" %5d", array[r * ncols + c]);
putchar('\n');
}
}
但是，使用 arguments 的 VLA 表示法，您可以編寫一個 function 來打印任何二維矩陣（給定的基本類型）並使用直接下標表示法以獲得最大的便利：
static void dump_array(const char *tag, size_t nrows, size_t ncols, int array[nrows][ncols])
{
printf("%s: (%zux%zu)\n", tag, nrows, ncols);
for (size_t r = 0; r < nrows; r++)
{
for (size_t c = 0; c < ncols; c++)
printf(" %5d", array[r][c]);
putchar('\n');
}
}
符號上沒有太大區別，但靈活性的提高是巨大的。 例如，您可以編寫適用於任何大小的矩陣的單個矩陣乘法 function，而在 VLA 可用之前，只有一維版本可以處理任意大小的數組。
動態分配相當簡單，但並不十分明顯：
/* SO 7531-3779 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
static void dump_array(const char *tag, size_t rows, size_t cols, int array[rows][cols])
{
printf("%s (%zux%zu):\n", tag, rows, cols);
for (size_t r = 0; r < rows; r++)
{
printf("%2zu:", r);
for (size_t c = 0; c < cols; c++)
printf(" %5d", array[r][c]);
putchar('\n');
}
}
int main(void)
{
size_t rows = 13;
size_t cols = 8;
int (*array)[8] = malloc(sizeof(int [rows][cols]));
for (size_t r = 0; r < rows; r++)
{
int sign = -1;
for (size_t c = 0; c < cols; c++)
{
array[r][c] = sign * ((r + 1) * 100 + c + 1);
sign = -sign;
}
}
dump_array("Array 1", rows, cols, array);
free(array);
return 0;
}
Output：
Array 1 (13x8):
0: -101 102 -103 104 -105 106 -107 108
1: -201 202 -203 204 -205 206 -207 208
2: -301 302 -303 304 -305 306 -307 308
3: -401 402 -403 404 -405 406 -407 408
4: -501 502 -503 504 -505 506 -507 508
5: -601 602 -603 604 -605 606 -607 608
6: -701 702 -703 704 -705 706 -707 708
7: -801 802 -803 804 -805 806 -807 808
8: -901 902 -903 904 -905 906 -907 908
9: -1001 1002 -1003 1004 -1005 1006 -1007 1008
10: -1101 1102 -1103 1104 -1105 1106 -1107 1108
11: -1201 1202 -1203 1204 -1205 1206 -1207 1208
12: -1301 1302 -1303 1304 -1305 1306 -1307 1308
VLA 表示法也可以與固定大小的 arrays 一起使用——全局或本地。 也就是說，只要您准確描述 arrays，就可以將普通的 arrays 傳遞給接受 VLA 的函數：
/* SO 7531-3779 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
static void dump_array(const char *tag, size_t rows, size_t cols, int array[rows][cols])
{
printf("%s (%zux%zu):\n", tag, rows, cols);
for (size_t r = 0; r < rows; r++)
{
printf("%2zu:", r);
for (size_t c = 0; c < cols; c++)
printf(" %5d", array[r][c]);
putchar('\n');
}
}
/* Created by: gen_matrix -r 9 -c 5 -L -9999 -H +9999 -x -n matrix1 -w5 -E */
/* Random seed: 0x7F3F1FA0 */
int matrix1[9][5] =
{
{ 9337, 5320, 5059, 1115, 14, },
{ -7514, -1643, 8461, 1613, 6968, },
{ 2469, 8307, -8045, 2327, -7862, },
{ 8174, -7062, 666, -3480, 1836, },
{ -2400, -7863, -1859, 2436, -6840, },
{ 5819, -4112, -2037, 9005, -9748, },
{ 823, -9687, 1245, -2074, 3741, },
{ 4812, -9254, -6365, -1263, -9265, },
{ -9400, -5479, -3756, -7417, -5726, },
};
enum { MATRIX1_ROWS = 9, MATRIX1_COLS = 5 };
int main(void)
{
/* Created by: gen_matrix -E -r 13 -c 8 -H 999 -L -999 -i -w4 -n matrix2 */
/* Random seed: 0x64347CFE */
int matrix2[13][8] =
{
{ -27, -268, 73, 112, -148, 407, -411, 418, },
{ -782, 368, -306, -830, -851, 9, 505, 33, },
{ -558, -979, 471, 376, -290, -270, -910, 812, },
{ -374, 201, 454, 966, -39, 653, -747, -664, },
{ 322, 385, -141, -326, 37, 941, -298, -281, },
{ 529, 68, -995, -30, -942, -670, 563, -244, },
{ 773, 46, -315, -363, 732, 218, 230, 536, },
{ 566, -164, -493, 568, -256, -196, -635, -387, },
{ 452, -348, 79, 103, -416, -756, 688, -473, },
{ -294, -641, 530, -307, 508, 878, -786, -745, },
{ 427, 462, -229, 253, 116, -804, -72, -35, },
{ -776, 290, 158, 154, 662, -621, 576, 388, },
{ 999, -684, -207, -506, 708, -949, 149, -969, },
};
enum { MATRIX2_ROWS = 13, MATRIX2_COLS = 8 };
dump_array("Matrix 1", MATRIX1_ROWS, MATRIX1_COLS, matrix1);
dump_array("Matrix 2", MATRIX2_ROWS, MATRIX2_COLS, matrix2);
return 0;
}
Output：
Matrix 1 (9x5):
0: 9337 5320 5059 1115 14
1: -7514 -1643 8461 1613 6968
2: 2469 8307 -8045 2327 -7862
3: 8174 -7062 666 -3480 1836
4: -2400 -7863 -1859 2436 -6840
5: 5819 -4112 -2037 9005 -9748
6: 823 -9687 1245 -2074 3741
7: 4812 -9254 -6365 -1263 -9265
8: -9400 -5479 -3756 -7417 -5726
Matrix 2 (13x8):
0: -27 -268 73 112 -148 407 -411 418
1: -782 368 -306 -830 -851 9 505 33
2: -558 -979 471 376 -290 -270 -910 812
3: -374 201 454 966 -39 653 -747 -664
4: 322 385 -141 -326 37 941 -298 -281
5: 529 68 -995 -30 -942 -670 563 -244
6: 773 46 -315 -363 732 218 230 536
7: 566 -164 -493 568 -256 -196 -635 -387
8: 452 -348 79 103 -416 -756 688 -473
9: -294 -641 530 -307 508 878 -786 -745
10: 427 462 -229 253 116 -804 -72 -35
11: -776 290 158 154 662 -621 576 388
12: 999 -684 -207 -506 708 -949 149 -969
當內存不足時，如何防止變長數組崩潰？
[英]How do you prevent variable-length arrays from crashing when there is not enough memory?
如何在不引起內存損壞的情況下將數據存儲在可變長度數組中？
[英]How to store data in variable length arrays without causing memory corruption?
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