如何使多维数组不易引起精神错乱？

Question

我正在学习 88 个 C 程序，在将近 25 年后重新学习 C（由于自 1990 年以来该语言本身至少有两次主要版本修订，这一事实变得复杂，而且我确信我当时使用的 Turbo-C 不完全兼容 C89）。我不记得我参加的课程对二维数组做了任何重要的事情，并将它们传递给函数，并期望我需要在编译时不知道维度的情况下处理数据，这很好地制作我的头爆炸了。

我正在使用 gcc（目前在 Ubuntu 14.04 的标准存储库中找到的版本），我收集的它应该支持 C99 或 C2011 标准下的可变长度数组声明，但我试图使用的声明使函数识别数组而不必在编译时知道大小会收到有关“冲突类型”的错误。我正在编译时将警告设置为 max，使用一个小型 Python 程序来节省每次需要编译时都必须键入一个长命令行（结果命令是 gcc -std=c99 -pedantic -Wall -Wextra -o target target.c -lm）。以下是原型、调用者行和函数定义（代码也充满了引起警告的不良做法，我从书中复制了它；我现在不关心这些，我有兴趣学习理智的方法来做到这一点，所以我不必使用那些丑陋、令人困惑的方法）。

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

/* ANSI prototypes */

void s2 (int, int, int*);
int main (void);

int main (void)
{
  int one[5]={0,1,2,3,4};
  int two[3][4] =
  {
{0,1,2,3},
{10,11,12,13},
{100,101,102,103}
  };

  /* try to call s2, it won't work */
  printf("\ncalling s2 \n");
  s2(1, 5, one);
  s2(3, 4, two); /* will be compiler warning */
}

void s2(int rows, int cols, int *x[rows][cols])
{
  /* wants to use multiple square brackets; needs dimension info */
  int i,j;
  for (i=0; i<rows; i++)
  {
     for (j=0; j<cols; j++)
       printf("%4i", x[i][j]);
  }
}

这会给出以下警告和错误字符串：

./gccm sotest
sotest.c: In function ‘main’:
sotest.c:22:3: warning: passing argument 3 of ‘s2’ from incompatible pointer type [enabled by default]
  s2(3, 4, two); /* will be compiler warning */
  ^
sotest.c:6:6: note: expected ‘int *’ but argument is of type ‘int (*)[4]’
void s2 (int, int, int*);
  ^
sotest.c: At top level:
sotest.c:25:6: error: conflicting types for ‘s2’
void s2(int rows, int cols, int *x[rows][cols])
  ^
sotest.c:6:6: note: previous declaration of ‘s2’ was here
void s2 (int, int, int*);
  ^
sotest.c: In function ‘s2’:
sotest.c:32:7: warning: format ‘%i’ expects argument of type ‘int’, but argument 2 has type ‘int *’ [-Wformat=]
  printf("%4i", x[i][j]);
  ^

我至少花了几个小时在这里挖掘其他类似的问题，阅读网络上的文章，并且通常试图将我的大脑包裹在当你需要通过二维数组到 C 中的函数——在许多其他语言中非常简单，而一维数组在 C 中很容易！我没有发现任何有意义的东西；我见过的唯一明智的建议是将数组包装在Struct 中，但是在 C 被广泛使用的前二十年左右肯定不存在这些建议，我不确定它是如何/为什么会这样的更好。

Answer 1

您的声明应如下所示：

void s2(int rows, int cols, int x[rows][cols]);

该函数采用二维整数数组。 使用该声明，您可以使用变量 2 进行调用。您对变量一的调用是错误的，因为一只有一维。

另外，请确保您的声明和函数匹配，然后您的函数需要如下所示：

void s2(int rows, int cols, int x[rows][cols]) {

Answer 2

这是使用新 VLA 功能的完整代码。唯一的技巧是您需要传递数组one 的地址。由于one 是一维数组，one 的地址是一个行指针，即它指向一个行数组（尽管是一个只有一行的数组）。数组two 已经是一个行指针数组，因为数组two 是一个二维数组。

是的，我知道，这不是一个很好的解释。如果您有 K&R 第 2 版的旧副本，行指针将在 5.7 和 5.9 节中（不好地）解释。

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

void s2( int rows, int cols, int array[rows][cols] );

int main (void)
{
    int one[5]={0,1,2,3,4};
    int two[3][4] =
    {
        {0,1,2,3},
        {10,11,12,13},
        {100,101,102,103}
    };

    printf( "array one\n" );
    s2( 1, 5, &one );
    printf( "array two\n" );
    s2( 3, 4, two );
}

void s2( int rows, int cols, int array[rows][cols] )
{
    int i, j;

    for ( i = 0; i < rows; i++ )
    {
        for ( j = 0; j < cols; j++ )
            printf( " %3i", array[i][j] );
        printf( "\n" );
    }
}

Answer 3

虽然不是最佳解决方案，但您可以依靠数组按顺序存储在内存中这一事实，将多维矩阵视为一维数组。这是可能的，因为您已经将数组大小传递给函数，这样可以轻松计算数组中每个元素的address offset。 （不管有多少维度）。它需要在调用中进行强制转换：

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

/* ANSI prototypes */

void s2 (int, int, int *);
int main (void);

int main (void)
{
    int one[] = { 0, 1, 2, 3, 4 };
    int two[][4] = {
        {0, 1, 2, 3},
        {10, 11, 12, 13},
        {100, 101, 102, 103}
    };

    printf ("\ncalling s2 for 'one'\n");
    s2 (1, 5, (int *)one);

    printf ("\ncalling s2 for 'two'\n");
    s2 (3, 4, (int *)two);      /* will be compiler warning - fixed */

return 0;
}

void s2 (int rows, int cols, int *x)
{
    /* wants to use multiple square brackets; needs dimension info */
    int i, j;
    for (i = 0; i < rows; i++) {
        for (j = 0; j < cols; j++)
            printf ("%4i", x[i * cols + j]);
        printf ("\n");
    }
}

输出：

$ ./bin/multidimasz

calling s2 for 'one'
   0   1   2   3   4

calling s2 for 'two'
   0   1   2   3
  10  11  12  13
 100 101 102 103

还需要删除第二个for 循环:) 后面的额外;。