如何将二维数组的高度和宽度作为参数传递给方法？

Question

假设我有一个数组：array[2][4]，在 main 方法中，我调用了一个函数 blackandwhite。如何将数组的长度和宽度作为参数传递给这个方法？

Answer 1

众所周知，在 C 中存在一种计算字符串长度的方法，而在数组的情况下，您必须显式指定数组的维度，以便将长度和宽度传递给函数blackandwhite。

Answer 2

这是一个可能的解决方案：

void blackandwhite(int* array, int height, int width)
{
    // Array-processing done here.
    // array is pointer to int,
    // initially points to element myarray[0][0].
    // variable height = 2;
    // variable width = 4;

}


int main()
{
    int myarray[2][4];
    blackandwhite(&myarray[0][0], 2, 4);
}

可以通过以下构造找到数组的大小，即其中元素的数量：

int array[8];
int size = sizeof(array)/sizeof(array[0]);

不幸的是，C 数组是原生数组，不包含任何嵌入其中的元数据。行和列只是表示/访问内存中本质上是线性存储空间的一种方式。 AFAIK，没有办法自动确定二维数组的行数/列数，给定一个指向它的指针（在 C 中）。

因此需要将列/行数作为单独的参数以及指向二维数组的指针传递，如上例所示。

有关相关问题的更多信息here。

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更新：

常见陷阱 1：在参数列表中使用 int** array
请注意，指向二维整数数组的指针仍然是指向 int 的指针。
int** 意味着参数是指向指向 int 的指针的指针，而不是这里的情况。

常见陷阱二：在参数列表中使用int[][]
未能传递数组的维度。不需要传递数组第一维的大小（但你可以但编译器会忽略它）。尾随尺寸是强制性的。所以，

// is INVALID!
void blackandwhite(int array[][], int height, int width)

// is VALID, 2 is ignored.
void blackandwhite(int array[2][4], int height, int width)

// is VALID.
void blackandwhite(int array[][4], int height, int width)

Answer 3

如果您使用的是 C99 编译器，或支持可变长度数组的 C2011 编译器，您可以执行以下操作：

/**
 * the cols parameter must be declared before it is used in
 * the array parameter.
 */
void blackandwhite(size_t rows, size_t cols, int (*array)[cols])
{
  size_t i, j;

  for (i = 0; i < rows; i++)
    for (j = 0; j < cols; j++)
      array[i][j] = ...;
}

你会这样称呼它

int array[N][M];
...
blackandwhite(N, M, array);

在大多数情况下¹，“T的N元素数组”类型的表达式将被转换（“衰减”）为“指向T的指针”类型的表达式，并且表达式的值将是数组中第一个元素的地址。表达式array 的类型为“N-M 的元素数组-int 的元素数组”；当我们将它作为参数传递给blackandwhite时，它被转换为“指向M-int的元素数组的指针”或int (*)[M]类型的表达式，其值与&array[0]相同。

如果您使用的 C2011 编译器不支持可变长度数组（VLA 支持现在是可选的），或者 C89 或更早版本的编译器（从不支持 VLA），那么您有两种选择：您可以硬编码列数：

void blackandwhite(size_t rows, int (*array)[M])
{
   size_t i,j;
   for (i = 0; i < rows; i++)
     for (j = 0; j < M; j++)
       array[i][j] = ...;
}

...
blackandwhite(N, array);

在这种情况下，此函数仅适用于具有特定列数的数组，或者您可以使用 CodeArtist 显示的方法，在该方法中，您将指针与行和列一起显式传递给数组的第一个元素作为参数。但是，这意味着您将把 array 视为一维数组，而不是二维数组，这意味着您必须将二维索引映射到一维结构：

void blackandwhite(int *array, size_t rows, size_t cols)
{
  size_t i, j;

  for (i = 0; i < rows; i++)
    for (j = 0; j < cols; j++)
      array[i * rows + j] = ...; // use a 1D index
}
...
blackandwhite(&array[0][0], N, M);

请注意，这种方法依赖于array 的所有行和列在内存中是连续的；如果你已经动态分配了array 这样

int **array = malloc(N * sizeof *array);
if (array)
{
  size_t i;
  for (i = 0; i < N; i++)
    array[i] = malloc(M * sizeof *array[i]);
}

那么就不能保证行在内存中是连续布局的。但是，在这种特定情况中，您可以编写以下内容：

void blackandwhite(int **array, size_t rows, size_t cols)
{
  size_t i, j;

  for (i = 0; i < rows; i++)
    for (j = 0; j < cols; j++)
      array[i][j] = ...;
}

...
blackandwhite(array, N, M);

困惑了吗？

记住表达式a[i]被视为*(a + i)；也就是说，我们在a 之后找到ith 元素 的地址，并取消引用结果指针值。 a[i][j] 被解释为*(*(a+i)+j)； *(a + i) 给了我们i'th array 跟随a;通过上面提到的规则，这个表达式从数组类型转换为指针类型，值是第一个元素的地址。然后我们将j 添加到新的指针值并再次取消引用结果。

我们可以使用array[i][j]，其中array作为指向数组的指针（int (*array)[cols]或int (*array)[M]）或作为指向指针的指针（int **array）传递，因为array[i]的结果是指针类型或衰减为指针类型的数组类型，可以将下标运算符应用于它。我们不能使用array[i][j]，其中array 作为指向int 的简单指针传递，因为在这种情况下array[i] 的结果不是指针类型。

为什么不这样做

void blackandwhite(int **array, size_t rows, size_t cols)  {...}
...
int array[N][M];
blackandwhite((int **) array, N, M);

指针和数组是不同的东西，所以指向指针的指针和指向数组的指针是不同的东西。这可能会起作用，但你在对编译器撒谎。最重要的是，这是一种糟糕的形式。

编辑

在函数参数声明的上下文中，T a[] 或T a[N] 形式的参数声明将被解释为T *a； IOW，a 将被声明为指针，而不是数组。类似地，T a[N][M] 或T a[][M] 形式的参数声明被视为T (*a)[M]；同样，a 被声明为指针，而不是数组。

在我们的第一个示例中，我们可以将 blackandwhite 声明为

void blackandwhite(size_t rows, size_t cols, int array[rows][cols])

或

void blackandwhite(size_t rows, size_t cols, int array[][cols])

但我更喜欢明确地使用指针声明，因为它正确地反映了正在发生的事情。

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1。此规则的例外情况是数组表达式是 sizeof、_Alignof 或一元 & 运算符的操作数，或者是用于在声明中初始化另一个数组的字符串文字，例如

 
    char str[]="This is a test";

.