指向现有未知大小的二维数组的指针？

Question

我有以下几点：

struct matrix {
    int h;
    int w;
    int** data;
};

int m1[2][2] = {
    {1, 2},
    {3, 4}
};

int m2[3][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

struct matrix matrix1 = {2, 2, m1};
struct matrix matrix2 = {3, 3, m2};

这给出了错误“从不兼容的指针类型初始化”。我应该使用什么指针类型？

Answer 1

您可能对 C99 的可变长度数组感兴趣。该解决方案没有直接回答您关于如何使用正确键入的data 初始化结构的问题（不能）；但是您可以使用简单的指针来存储数组的地址，然后在使用struct matrix 时转换为可变长度数组指针。

用户端只会调用像printFroMat() 这样的函数，它接收struct matrix 类型的单个参数；这些函数内部中的代码（可以说是库实现）将执行一些难看的转换，如所示。 typedef 使强制转换可能更容易理解，因为它演示了声明中的变量名称将去哪里。

请注意，有趣的sizeof(m2)/sizeof(*m2) 等并不是绝对必要的，你可以直接说3。但是sizeof 表达式会自动与实际矩阵大小保持同步，这很快就会成为真正的资产。

您可以将“数组”（实际上：仍然只是地址，但属于已知数组类型）连同它们的维度作为参数传递给函数，并以正常方式对它们进行索引（在printMatrix 中）。示例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>


struct matrix {
    int h;
    int w;
    int *data; // first element of matrix
};

int m2[4][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9},
    {10, 11, 12}
};

void printMatrix(int dim1, int dim2, int mat[][dim2] )
{
    printf("Address of matrix: %p\n", (void *)mat);

    for(int i1=0; i1<dim1; i1++)
    {
        for(int i2=0; i2<dim2; i2++)
        {
            printf("%d ", mat[i1][i2]);
        }
        putchar('\n');
    }
}

void printFromMat(struct matrix mat)
{
    printMatrix(mat.h, mat.w, (int (*)[mat.w])mat.data);

    // or:
    typedef int (*mT)[mat.w];
    printMatrix(mat.h, mat.w, (mT)mat.data);
}

int main() 
{

    printMatrix(   sizeof(m2) /sizeof(*m2),   // number of highest-order elements
                   sizeof(*m2)/sizeof(**m2),  // number of second-order elements per highest-order
                   m2  );                     // address of the first sub-array

    struct matrix mat = { sizeof(m2) /sizeof(*m2), sizeof(*m2)/sizeof(**m2), *m2 };

    printFromMat(mat);


    return 0;
}

示例会话：

$ gcc -std=c99 -Wall -o 2d-matrix 2d-matrix.c && ./2d-matrix
Address of matrix: 0x100402020
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
Address of matrix: 0x100402020
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
Address of matrix: 0x100402020
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12

Answer 2

二维数组不是指向指针的指针。

如何使用 void *.

#include <stdio.h>

struct matrix {
    int h;
    int w;
    void *data;
};

int m1[2][2] = {
    {1, 2},
    {3, 4}
};

int m2[3][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

struct matrix matrix1 = {2, 2, m1};
struct matrix matrix2 = {3, 3, m2};

int main(void){
    int i, j;

    int (*matp)[matrix2.w] = matrix2.data;//Back from the void* to pointer to array

    for (i=0; i<matrix2.h; i++){
        for(j=0; j<matrix2.w; j++)
            printf("%d ", matp[i][j]);
        puts("");
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

Answer 3

正如您所声明的，矩阵不是指向指针的指针。使用一个简单的指针来指向它的元素。

#include <stdio.h>

struct matrix {
    int h;
    int w;
    int* data;
};

int m1[2][2] = {
    {1, 2},
    {3, 4}
};

int m2[3][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

struct matrix matrix1 = {2, 2, &m1[0][0]};
struct matrix matrix2 = {3, 3, &m2[0][0]};

int main(int argc, char **argv)
{
   int i, j;

   for (i=0; i<matrix2.h; i++)
      for(j=0; j<matrix2.w; j++)
         printf("%d ", matrix2.data[(i*matrix2.h)+j]);

    printf("\n");
}

编辑

要回答评论，您可以使用如下复合文字。这样你就可以通过[i][j]访问它了

#include <stdio.h>

struct matrix {
    int h;
    int w;
    int** data;
};

int *m2[3] = {
    (int[]){1, 2, 3},
    (int[]){4, 5, 6},
    (int[]){7, 8, 9}
};

struct matrix matrix2 = {3, 3, m2};

int main(int argc, char **argv)
{
    int i, j;

    for (i=0; i<matrix2.h; i++)
        for(j=0; j<matrix2.w; j++)
            printf("%d ", matrix2.data[i][j]);

    printf("\n");
}

Answer 4

你不能像这样初始化结构

struct matrix matrix1 = {2, 2, m1};
struct matrix matrix2 = {3, 3, m2};

因为没有从int ( * )[2] 和int ( * )[3] 类型到int ** 类型的转换

我建议为数组的副本动态分配内存。

该方法可以如下所示，如演示程序中所示

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

struct matrix 
{
    size_t h;
    size_t w;
    int **data;
};

int m1[2][2] = 
{
    { 1, 2 },
    { 3, 4 }
};

int m2[3][3] = 
{
    { 1, 2, 3 },
    { 4, 5, 6 },
    { 7, 8, 9 }
};

struct matrix init( size_t h, size_t w, int a[h][w] )
{
    struct matrix matrix = { 0 };

    matrix.data = malloc( h * sizeof( int * ) );

    if ( matrix.data )
    {
        matrix.h = h;
        matrix.w = w;
        for ( size_t i = 0; i < h; i++ ) 
        {            
            matrix.data[i] = malloc( w * sizeof( int ) );
            if ( matrix.data[i] )
            {                
                for ( size_t j = 0; j < w; j++ ) matrix.data[i][j] = a[i][j];
            }
        }
    }        

    return matrix;
}

int main( void ) 
{
    struct matrix matrix1 = init( 2, 2, m1 );
    struct matrix matrix2 = init( 3, 3, m2 );

    for ( size_t i = 0; i < matrix1.h; i++ )
    {
        for ( size_t j = 0; j < matrix1.w; j++ ) printf( "%d ", matrix1.data[i][j] );
        printf( "\n" );
    }
    printf( "\n" );

    for ( size_t i = 0; i < matrix2.h; i++ )
    {
        for ( size_t j = 0; j < matrix2.w; j++ ) printf( "%d ", matrix2.data[i][j] );
        printf( "\n" );
    }
    printf( "\n" );

    // free allocated arrays of matrix1 and matrix2
}    

程序输出是

1 2 
3 4 

1 2 3 
4 5 6 
7 8 9 

您还需要编写一个函数来释放为结构分配的内存。

编译器必须支持变长数组。