在C中傳遞2D數組

Question

我從C中斷了一次，只是又重新回到了C。

如果我想創建一個2D的雙精度數組，我可以通過兩種方式做到這一點：

double** m_array = (double**) malloc(2*sizeof(double*));
double*  m_array = (double*)  malloc(2*sizeof(double));

要么

double array[2][2];

但是，當我希望傳遞malloc數組而不是傳遞另一個數組時，似乎有兩個約定：

//allowed for passing in malloc'd array, but not for other array
func_m(m_array) //allowed
func_m(array) //disallowed
func_m(double** m_array)

//allowed for passing in either array; required for passing in non-malloc'd array
func(m_array) //allowed
func(array) //allowed
func(double array[][2])

首先，我不需要任何信息，它是指向指針數組的指針。 但是它只能是一個malloc數組。

在第二個中，我需要傳遞double *數組所指向的每個數組的長度。 這似乎很愚蠢。

我想念什么嗎？ 提前致謝。

Answer 1

第一個根本不創建二維數組。 它創建一個指針數組，該指針顯然沒有指向。 如果確實將每個指針初始化為一個數組，則該指針仍將是數組的數組，而不是二維數組。

為什么不創建二維數組呢？

double* dynamicArray = malloc(rows * columns * sizeof (double));

要么

double autoArray[rows][columns];

然后您可以使用以下任一功能：

void func(double* array, size_t rows, size_t columns);

Answer 2

為了澄清起見，假設您聲明：

int my_static_array[row][col];

在pmg的答案中，my_static_array與malloc'd數組（稱為my_malloc數組）的類型是什么？ my_static_array是內存中連續的row * col * sizeof（int）個字節，並帶有指向其開頭的int *指針。 在計算my_static_array [x] [y]時，編譯器會知道這樣做（因為它們以行優先順序存儲）：

*(addr(my_static_array) + [sizeof(int)*col*x] + [sizeof(int)*y])

這就是為什么我需要傳遞C的col值的原因：

(1) func(int my_static_array[][col])
(2) func(int my_static_array[][])

在（1）中，編譯器知道如何為靜態數組正確計算地址。 在（2）中，編譯器沒有足夠的信息。 這就是為什么（1）編譯而（2）不會編譯的原因。

如果是malloc數組，則可以通過：

func(int** my_malloc_array)

由於它是指向一維數組的連續數組的指針，因此編譯器不需要幫助。 my_malloc_array [x] [y]很簡單：

*(*(addr(my_malloc_array)+x)+y)

編譯器不需要其他有關其維數的信息即可進行計算。

那么，這是什么教訓？ 二維陣列是不一樣的指針數組至1D陣列。 前者的類型為int（* my_static_array）[row * col]-指向行* col元素數組的指針，后者的類型為int **-指向行指針數組的指針。

Answer 3

您對2D陣列的分配是錯誤的。 通常的2D方法是

double **m_array = malloc(NROWS * sizeof *m_array);
for (i = 0; i < NROWS; i++) {
  m_array[i] = malloc(NCOLS * sizeof *m_array[i]);
}

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將數組或指針（任何維）傳遞給函數時，必須讓函數知道維：它們未在數組或指針本身內編碼。

一方面，您具有指向某些對象的指針（指向指針（至指針（...））），另一方面，您具有某種類型的數組（數組（屬於數組（...）））。

當您將指針傳遞給函數時，就是這樣。 當您“傳遞數組”時，發生的事情是該數組衰減為指向其第一個元素的指針。 所以

foo(array); // is the same as foo(&(array[0]));

當array是多維數組時，衰減指針的類型是pointer to array[size] of SOMETHING （但您不能使用該大小！）。

最簡單的方法是使用簡單的指針編寫函數並傳遞所有維的乘法

double array[3][4][5];
foo(&(array[0][0][0]), 3*4*5);

Answer 4

假設計算機存儲器是一個充滿按順序編號的框的倉庫。 當你做

int matrix[10][3];

您保留30個用於保存矩陣值的框（例如，框131至160）。

現在，假設您要對函數中矩陣中的所有值求和：

int matrix_sum(int matrix[10][3]) { /* ... */ }

但是接收到的所有函數（由標准規定）都是指向矩陣第一個元素的指針：指向3個int數組的指針。 因此，該函數知道框131、132和133屬於矩陣，但它不知道矩陣實際有多長時間。

Answer 5

使用簡單的typedef：

typedef double Twodouble_t[2];

void func(Twodouble_t *ptr)
{
  size_t i, numelements = sizeof*ptr/sizeof**ptr;
  puts("first array");
  for( i=0; i<numelements; ++i )
    printf("\n%f",ptr[0][i]);
}
...
Twodouble_t array[]={ {1., 1.},{2., 2.},{3.,3.} };
func(array);
...