“静态数组的动态数组”

Question

如何在 C 中指定静态数组的动态数组？
我想创建一个包含两个静态数组的动态数组的结构。

struct indexed_face_set {
    double * [3] vertices;
    int * [3] faces;
};

这应该包含一个动态的顶点列表，每个顶点都是 3 个双精度数，以及一个动态的面列表，每个顶点都是 3 个整数。

Answer 1

对于包含两个每个维度为 3 的数组的结构的特定情况，将数组作为结构的一部分而不是单独动态分配它们会更简单：

struct indexed_face_set
{
    double vertices[3];
    int    faces[3];
};

但是，在某些情况下处理动态数组分配肯定是有意义的。在这种情况下，您需要一个指向结构中数组的指针（而不是指针数组）。所以，你需要写：

struct indexed_face_set
{
    double (*vertices)[3];
    int    (*faces)[3];
};

要分配一个完整的struct indexed_face_set，你需要使用new_indexed_face_set()之类的东西，而要释放一个你需要使用destroy_indexed_face_set()之类的东西：

struct indexed_face_set *new_indexed_face_set(void)
{
    struct indexed_face_set *new_ifs = malloc(sizeof(*new_ifs));
    if (new_ifs != 0)
    {
        double (*v)[3] = malloc(sizeof(*v));
        int    (*f)[3] = malloc(sizeof(*f));
        if (v == 0 || f == 0)
        {
            free(v);
            free(f);
            free(new_ifs);
            new_ifs = 0;
        }
        else
        {
            new_ifs->vertices = v;
            new_ifs->faces = f;
        }
    }
    return(new_ifs);
}

void destroy_indexed_face_set(struct indexed_face_set *ifs)
{
    if (ifs != 0)
    {
        free(ifs->vertices);
        free(ifs->faces);
        free(ifs);
    }
}

那么你可以这样使用它：

void play_with_ifs(void)
{
    struct indexed_face_set *ifs = new_indexed_face_set();
    if (ifs != 0)
    {
        (*ifs->vertices)[0] = 3.14159;
        (*ifs->vertices)[1] = 2.71813;
        (*ifs->vertices)[2] = 1.61803;
        (*ifs->faces)[0] = 31;
        (*ifs->faces)[1] = 30;
        (*ifs->faces)[2] = 29;
        do_something_fancy(ifs);
        destroy_indexed_face_set(ifs);
    }
}

请注意，使用指向数组的指针的表示法有点混乱；人们不经常使用它们的原因之一。

您可以将此片段用作标题的主体：

#ifndef DASS_H_INCLUDED
#define DASS_H_INCLUDED

struct indexed_face_set;
extern void play_with_ifs(void);
extern void do_something_fancy(struct indexed_face_set *ifs);
extern void destroy_indexed_face_set(struct indexed_face_set *ifs);
extern struct indexed_face_set *new_indexed_face_set(void);

#endif /* DASS_H_INCLUDED */

它不需要包含任何额外的标题；它不需要这些功能的结构定义的详细信息。您可以将其包裹在合适的标头保护中。

---

因为上面的代码在使用数组时有点混乱，所以大多数人会使用更简单的表示法。上面的标题可以保持不变，但代码可以改为：

struct indexed_face_set
{
    double *vertices;
    int    *faces;
};

struct indexed_face_set *new_indexed_face_set(void)
{
    struct indexed_face_set *new_ifs = malloc(sizeof(*new_ifs));
    if (new_ifs != 0)
    {
        double *v = malloc(3 * sizeof(*v));
        int    *f = malloc(3 * sizeof(*f));
        if (v == 0 || f == 0)
        {
            free(v);
            free(f);
            free(new_ifs);
            new_ifs = 0;
        }
        else
        {
            new_ifs->vertices = v;
            new_ifs->faces = f;
        }
    }
    return(new_ifs);
}

void destroy_indexed_face_set(struct indexed_face_set *ifs)
{
    if (ifs != 0)
    {
        free(ifs->vertices);
        free(ifs->faces);
        free(ifs);
    }
}

void play_with_ifs(void)
{
    struct indexed_face_set *ifs = new_indexed_face_set();
    if (ifs != 0)
    {
        ifs->vertices[0] = 3.14159;
        ifs->vertices[1] = 2.71813;
        ifs->vertices[2] = 1.61803;
        ifs->faces[0] = 31;
        ifs->faces[1] = 30;
        ifs->faces[2] = 29;
        do_something_fancy(ifs);
        destroy_indexed_face_set(ifs);
    }
}

这更容易理解和使用，通常被认为是更惯用的 C。

由于每个数组的大小是固定的，因此不需要特别在结构中记录大小。如果大小在运行时发生变化，特别是如果某些索引面集有 8 个顶点和 6 个面（长方体？），那么您可能希望记录结构中数组的大小。您还可以在对new_indexed_face_set() 的调用中指定顶点数和面数。

Answer 2

语法是，嗯，C 的声明方法不是最干净的，C++ 继承了它...

double (*vertices)[3];

该声明意味着vertices 是指向double [3] 对象的指针。请注意，括号是必需的，否则（如在double *vertices[3] 中）这将意味着3 个double* 的数组。

一段时间后，您最终会习惯于表达式中括号的倒置方式...