不兼容的指针类型

Question

我有以下签名的功能：

void box_sort(int**, int, int)

和以下类型的变量：

int boxes[MAX_BOXES][MAX_DIMENSIONALITY+1]

当我调用函数时

box_sort(boxes, a, b)

GCC 给了我两个警告：

103.c:79: warning: passing argument 1 of ‘box_sort’ from incompatible pointer type (string where i am calling the function)
103.c:42: note: expected ‘int **’ but argument is of type ‘int (*)[11] (string where the function is defined)

问题是为什么？ int x[][] 和 int** x（实际上是 int* x[]）在 C 中是否不是同一类型？

Answer 1

我知道几天前有一个几乎完全一样的问题...不过现在找不到了。

答案是，int[size][]（见底部注释）和int**绝对不是同一种类型。在许多情况下，您可以互换使用int[] 和int*，尤其是在这种情况下，因为当您将数组传递给函数时，数组会衰减为指向第一个元素的指针。但是对于二维数组来说，这些存储方式就大不相同了。

这是 2x2 数组在内存中的样子：

int a[2][2]:

__a[0][0]__|__a[0][1]__|__a[1][0]__|__a[1][1]__
  (int)       (int)       (int)       (int)

int **a (e.g. dynamically allocated with nested mallocs)

__a__
(int**)
  |
  v
__a[0]__|__a[1]__
  (int*)  (int*)
    |        |
    |        |
    v        ------------------>
__a[0][0]__|__a[0][1]__        __a[1][0]__|__a[1][1]__
  (int)       (int)              (int)       (int)

你可以像这样构造第二个：

int **a = malloc(2 * sizeof(int*));
a[0] = malloc(2 * sizeof(int));
a[1] = malloc(2 * sizeof(int));

注意：正如其他人所指出的，int[][] 不是真正的类型；只能指定其中一种尺寸。但是这里问题的核心是二维数组和双指针是不是同一个东西。

Answer 2

您从未按照签名的要求构造指针数组。

有两种方法可以在 C 中处理 2D 数组。在一种情况下，您有很多东西，编译器会被告知尺寸是多少。它通过将行索引乘以列数来计算行的开头，然后添加列索引以查找该行中的元素。

另一种方法是使用指针向量，编译器只是取消引用向量以找到行的开头，但编译器不会自动为您生成这些，您必须自己做。

您的实际对象是第一种，但您的函数原型要求的是第二种。

所以你应该要么改变原型以匹配对象，要么构造一个行指针向量传递给函数。

Answer 3

C 中没有 int[][] 这样的类型，只有多维数组的第一部分可以不指定。所以int[][5] 没问题。

除了这里贴出的其他答案，如果你可以使用C99，你可以使用变量数组来完成你想要的：

void box_sort(int N, int M, int x[M][N]);

这将适用于除 Microsoft 的 Visual C++ 之外的大多数平台。

Answer 4

当数组表达式出现在大多数上下文中时，它的类型会隐式地从“T 的 N 元素数组”转换为“指向 T 的指针”，并将其值设置为数组中第一个元素的地址。此规则的例外情况是数组表达式是 sizeof 或地址 (&) 运算符的操作数，或者如果数组表达式是用于在声明中初始化另一个数组的字符串文字。

这在您的代码上下文中意味着在您对box_sort 的调用中，表达式boxes 的类型从M-element array of N-element array of int 隐式转换为pointer to N-element array of int 或int (*)[MAX_DIMENSIONALITY+1]，因此您的函数应该期待像这样的参数类型：

void box_sort(int (*arr)[MAX_DIMENSIONALITY+1], int x, int y)
{
   ...
}

由于int *a 和int a[] 在函数参数声明中是同义词，因此int (*a)[N] 是int a[][N] 的同义词，因此您可以将上述写成

void box_sort(int arr[][MAX_DIMENSIONALITY+1], int x, int y)
{
}

虽然我个人更喜欢指针表示法，因为它更准确地反映了正在发生的事情。请注意，在您的函数中，您可以正常下标arr：

arr[x][y] = ...;

由于表达式arr[x] 等价于*(arr + x)，因此指针被隐式取消引用。

如果您希望 box_sort 处理任意大小的数组（即，第二维不一定是 MAX_DIMENSIONALITY+1 的数组），那么一种方法是执行以下操作：

int boxes[X][Y];
...
box_sort (&boxes[0], X, Y, x, y);
...
void box_sort(int *arr, size_t rows, size_t cols, int x, int y)
{
  ...
  arr[x*cols + y] = ...;
}

基本上，您将 boxes 视为 int 的一维数组并手动计算偏移量。