在 C 中创建和初始化用户定义类型的数组

Question

我最近开始学习 C，如果我的问题非常基本或不清楚，敬请见谅。

我将 3 个命令行值传递给我的程序。 （类型，长度，VAL）。使用这些值，我想在 TYPE 类型和长度 LENGTH 的堆上创建一个数组，并将所有元素初始化为 VAL。比如

float 8 4 : 将创建一个包含 8 个元素的浮点数组，每个元素的值为 4。

char 4 65 : 将创建一个包含 4 个元素的 char 数组，每个元素的值都为 'A'。

确定长度是直截了当的。但我正在努力确定如何初始化指向数组和 VAL 的指针。

以下是我迄今为止尝试过的（未成功）。我正在初始化一个 char 指针，但是我知道这是不正确的，因为我可能需要一个 float 或 int 指针。我还使用基于 TYPE 的第一个字符的 switch 语句，对我来说这似乎很 hacky。

int main (int argc, char *argv[]){

        int LENGTH;
        char *ptr;

        LENGTH = atoi ( argv[2] );


        switch( *argv[1] ){
                case 'f':
                        printf("Type is float\n");
                        ptr = (float *)malloc(LENGTH * sizeof(float));
                        break;
                case 'c':
                        printf("Type is char\n");
                        ptr = (char *)malloc(LENGTH * sizeof(char));
                        break;
                case 'i':
                        printf("Type is int\n");
                        ptr = (int *)malloc(LENGTH * sizeof(int));
                        break;
                default:
                        printf("Unrecognized type");
                        break;
        }

        while( i < arrayLength ){
                *ptr[i] = *argv[3];
                i++;
        }

        free ( ptr );

        return 0;
}

我还可以看到问题的初始化元素存在问题。初始值取决于类型，因此需要进行转换。

我想知道的是，在事先不知道 TYPE 的情况下，如何创建指针或初始化值？我可能完全从错误的方向看待这个问题，所以任何建议都将不胜感激。

谢谢

Answer 1

这是修改后的代码以执行您所要求的操作（请参阅下面的注释）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h> // for memset()

int main (int argc, char *argv[]){

        int LENGTH;
        int i;

        void *ptr = NULL;

        if(argc < 4)
        {
            fprintf(stderr, "Usage: %s type len data\n", argv[0]);
            return 1;
        }

        LENGTH = atoi ( argv[2] );


        switch( *argv[1] ){
                case 'f':
                        printf("Type is float\n");
                        ptr = (float *)malloc(LENGTH * sizeof(float));
                        for(i = 0; i < LENGTH; i++)   // Cannot use memset in that case: memset(3) only works with integers.
                            ((float *)ptr)[i] = (float)atof(argv[3]);
                        for(i = 0; i < LENGTH; i++)
                            printf("[%d]: %lf\n", i, ((float *)ptr)[i]);
                        break;
                case 'c':
                        printf("Type is char\n");
                        ptr = (char *)malloc(LENGTH * sizeof(char));
                        memset(ptr, (char)atoi(argv[3]), LENGTH);
                        for(i = 0; i < LENGTH; i++)
                            printf("[%d]: %c\n", i, ((char *)ptr)[i]);
                        break;
                case 'i':
                        printf("Type is int\n");
                        ptr = (int *)malloc(LENGTH * sizeof(int));
                        memset(ptr, (int)atoi(argv[3]), LENGTH);
                        for(i = 0; i < LENGTH; i++)
                            printf("[%d]: %d\n", i, ((int *)ptr)[i]);
                        break;
                default:
                        printf("Unrecognized type\n");
                        break;
        }

        if(ptr == NULL)
            return 1;

        free ( ptr );

        return 0;
}

不过，正如其他人指出的那样，这样做毫无意义。之所以使用类型，是为了知道两件事：

1. 数据大小
2. 如何解释它

您在这里尝试实现的是笨拙地尝试完成操作系统的工作。

需要明确的是：内存是一个连续的存储，操作系统将其标记为“已分配”（通过 malloc(3) 之类的函数）。当它这样做时，程序必须知道数据的类型才能知道要读取什么（指针只是一个地址）以及如何解释它（ints 的存储方式与floats 不同是）。

如果你真的有兴趣学习这些东西（数据是如何存储的，计算机是如何工作的，以及比 C# 更低的水平），我建议你阅读：

1. MIPS assembly tutorial（谷歌的第一个相关答案，任何 MIPS asm 课程都可以）

2. x86 Assembly, 6th ed. 如果你有钱的话。

另外，如果你想测试 MIPS 程序集，mars 是一个 MIPS 程序集模拟器，可以正常工作（并且是免费的）。

我很高兴看到人们仍在努力学习 C。

Answer 2

当需要 C 中的变量可以容纳不同的类型时，您需要使用联合，例如：

typedef union {
    float f;
    int i;
    char c;
} arg_type;

然后，声明为arg_type argument; 的变量将大到足以容纳最大的联合成员。它们像结构成员一样被访问，例如：

argument.f = 0.0;
argument.c = '\n';
argument.i = 12;

但是，您需要跟踪您在其中存储的类型，因为编译器无法知道您使用的是哪种类型。一旦定义了联合，你就可以做

char var_type = 'f';
arg_type *p = mallocLENGTH * sizeof(arg_type);
p[0].f = atof(argv[i])

不过，要确保您的操作正确，这有点痛苦。例如：

argument.f = 1234.56;
putchar(argument.c);

将编译但其行为未定义。将内容保留为 argv 字符形式并保存解析通常更容易，直到您想要使用特定类型。

Answer 3

用 C 编写这样通用的东西很难。C++ 更合适。但是如果你在 C 中需要它，那么我要做的是声明 3 个不同的指针，float*、int*、char*。我会分配并初始化与用户输入相对应的那个。但请记住，您需要携带一些变量来标记整个程序中所选类型的含义，并在需要使用数组时使用if 语句。