将多维数组传递给C中的函数时出现问题

Question

/*编写一个程序，使用函数计算方阵的对角线元素之和。这 函数应将总和返回给调用函数。 使用 gcc 版本 9.3.0 在 debain 测试中测试的程序 */

程序在不使用函数时运行良好，但存在问题，即传递的数组没有原始数组的所有元素，因此总和不正确。

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

int sum(int a[10][10],int d);

int main(){

    int r,c;
    puts("Enter the dimension of square matrix");
    scanf("%d %d",&r,&c);
    if (r != c) {puts("Not a square matrix");exit(0);}//check if square matrix
    int a[r][c];
    puts("Enter the elements of the matrix");
    for(int i=0; i<r; ++i){
        for(int j=0; j<c; ++j){
            printf("Enter a[%d][%d] element = ",i+1,j+1);
            scanf("%d",&a[i][j]);
        }
    }

    int result = sum(a,r);

    printf("Sum of diagonal elements = %d \n",result);
    return 0;
}

int sum(int a[10][10],int d){
//for a square matrix no of diagonal element = row/col of matrix
    int result=0;
    for(int i=0; i<d; ++i){
        result=result+a[i][i];
    }

    return result;
}

Answer 1

你的代码有两个问题：

1. sum 函数接收 10x10 数组。您的代码可以接收任何大小的矩阵。如果您要求 2x2 矩阵，然后 sum 将其视为 10x10 数组并尝试访问 [2][2]，会发生什么？那是未定义的行为。您不应该在 sum 参数中声明数组的大小。

2. 您不能接收数组大小作为输入，然后以这种方式声明数组。您应该分配动态内存。我鼓励您阅读有关动态内存分配的更多信息

看看下面的变化：

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

int sum(int a[][],int d);

int main(){

    int r,c;
    puts("Enter the dimension of square matrix");
    scanf("%d %d",&r,&c);
    if (r != c) {puts("Not a square matrix");exit(0);}//check if square matrix

    //allocate memory
    int* a = (int*)malloc(sizeof(*a)*r);
    for(int i=0;i<r;i++){
        a[i] = (int*)malloc(sizeof(int)*c)
    }
    puts("Enter the elements of the matrix");
    for(int i=0; i<r; ++i){
        for(int j=0; j<c; ++j){
            printf("Enter a[%d][%d] element = ",i+1,j+1);
            scanf("%d",&a[i][j]);
        }
    }

    int result = sum(a,r);

    printf("Sum of diagonal elements = %d \n",result);

    //Free memory
    for(int i=0;i<r;i++)
        free(a[i])
    free(a)
    return 0;
}

int sum(int a[][d],int d){
//for a square matrix no of diagonal element = row/col of matrix
    int result=0;
    for(int i=0; i<d; ++i){
        result=result+a[i][i];
    }

    return result;
}

Answer 2

当您创建一个真正的二维数组时，除了第一个维度之外的所有维度都用于实际的索引计算。您有两种选择：

1. 为矩阵使用静态最大尺寸（比如 10）：

   int sum(int a[][10],int d);
   
   int main(){
   
       int r,c;
       puts("Enter the dimension of square matrix");
       scanf("%d %d",&r,&c);
       scanf("%d %d",&r,&c);
       if (r != c) {puts("Not a square matrix");exit(0);}//check if square matrix
       if (r > 10) {puts("Size must be at most 10"); exit(0);} // check size
       int a[r][10];             // Force a well know row size
       ...
   int sum(int a[][10],int d){
   //for a square matrix no of diagonal element = row/col of matrix
       ...
   

2. 在函数调用之前传递动态维度：

   int sum(int d, int a[][d]);
   
   int main(){
   
       int r,c;
       puts("Enter the dimension of square matrix");
       scanf("%d %d",&r,&c);
       if (r != c) {puts("Not a square matrix");exit(0);}//check if square matrix
       int a[r][c];
       ...
       int result = sum(r, a);
       ...
   int sum(int d, int a[][d]){
   //for a square matrix no of diagonal element = row/col of matrix
   

Answer 3

如前所述，对于r 和 c 的任何值（10 和 10 除外），您在将数据输入大小错误的静态数组时会遇到问题。
有几种方法可以重构来解决这个问题，一种是动态内存内存分配：

改变这个：

int sum(int a[10][10],int d);

int main(){

    int r,c;
    puts("Enter the dimension of square matrix");
    scanf("%d %d",&r,&c);
    if (r != c) {puts("Not a square matrix");exit(0);}//check if square matrix
    int a[r][c];  

对此：

int sum(int **a,int d);

int main(){

    int r,c;
    puts("Enter the dimension of square matrix");
    scanf("%d %d",&r,&c);
    if (r != c) {puts("Not a square matrix");exit(0);}//check if square matrix
    int **a = calloc(c, sizeof(int *));
    if(a)
    {
        for(int i = 0;i<c;i++)
        {
            a[i] = calloc(r, sizeof(int));
        }
    }

然后改变下面的函数原型：

int sum(int a[10][10],int d){

收件人：

int sum(int **a,int d){

使用calloc 创建的每个元素在不再需要时都必须释放。

例如：

        for(int i = 0;i<c;i++)
        {
            free(a[i]);
        }
        free(a);

Answer 4

r 和 c 输入的是什么？如果不是10 和10，那么不，这段代码没有工作的希望。

另外，如果要求数组是方阵，为什么要问行数和列？只需要求一个值并将其应用于两个维度：

int r;
...
scanf( "%d", &r );
...
int a[r][r];

由于您在 main 中将 a 创建为 VLA，因此您还需要在 sum 中将其声明为 VLA：

int sum( int r, int a[r][r] ) // r must be declared first.
{
  ...
}

然后适当地更改您的呼叫：

int result = sum( r, a );

Answer 5

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

int sum(int *a,int r);

int main(){

    int r,c;
    puts("Enter the dimension of square matrix");
    scanf("%d %d",&r,&c);
    if (r != c) {puts("Not a square matrix");exit(0);}//check if square matrix
    int a[r][c];
    puts("Enter the elements of the matrix");
    for(int i=0; i<r; ++i){
        for(int j=0; j<c; ++j){
            printf("Enter a[%d][%d] element = ",i+1,j+1);
            scanf("%d",&a[i][j]);
        }
    }

    int result = sum((int *)a,r);

    printf("Sum of diagonal elements = %d \n",result);
    return 0;
}

int sum(int *a,int r){
//for a square matrix no of diagonal element = row/col of matrix
    int result=0;
    for(int i=0; i<r; i++){
        result=result+(*(a+ i*r) + i);
    }
return result;
}

Answer 6

基本思想是展平二维数组。例如，一个 3 行 5 列的 2D 数组的元素顺序与 15 个元素的 1D 数组的顺序相同。

int a2[3][5] = {{0, 1, 2, 3, 4}, {1, 2, 3, 4, 5}, {4, 5, 6, 7, 8}};

与

有完全相同的序列

int a1[15] = {0, 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 7, 8};

虽然a1 和a2 的类型不兼容。

那么...如何展平数组？

您可以简单地使用a[0][0]（int* 类型）的地址并假设所有元素都按顺序排列。同时传递维度信息，以便您可以计算函数内部的索引。

#include <stdio.h>

void foo(int *flattened, int rows, int cols) {
    printf("original[2][3] is %d\n", flattened[2*cols + 3]);
}

int main(void) {
    int one[14][14]; one[2][3] = 42;
    foo(&one[0][0], 14, 14);

    int two[4][100]; two[2][3] = 42;
    foo(&two[0][0], 4, 100);

    return 0;
}