C中的可變大小矩陣

Question

有沒有什麼辦法在C中創建一個可變大小的雙向腳本數組（不是C++，只是C）？我知道要創建一個可變大小的單腳本數組，你只需使用一個指針，例如

float *array; 
array = (float *) calloc(sizeof(float), n); 

創建大小爲n的漂浮的單獨-腳本陣列。對於雙腳本陣列，我能做些類似的事嗎？

Answer 1

C中沒有雙重腳本數組;只有數組數組。例如。這個：

int a[3][3]; 

應該讀作「3個數組的3個數組」，而不是「3x3個數組的數組」。這從表達的類型立即可見 - 例如， a[0]是一個有效的表達式，其類型爲int[3]。

對於數組類型，數組大小是類型的一部分，因此必須在編譯時知道。因此，儘管你可以有一種類型的「指針數組」，使一名維動態，其餘的將仍然是固定的：

int (*p)[3] // pointer to arrays of 3 ints each 

有兩種傳統的解決方法：

1. 剛使用一維寬度 x 高度元素的一維動態數組，並且自己計算2D座標中的1D索引爲(y * width + x)。

2. 使用指針的指針：

   int** a = malloc(sizeof(int*) * height); 
   for (i = 0; i < height; ++i) a[i] = malloc(sizeof(int) * width); 
   a[0][0] = 123; 
   ... 
   

   這裏的問題是，你的陣列不需要是長方形了，而你真的不能強制執行。在性能方面，它比單個連續的內存塊更差。

在C99中，你也可以使用變長數組：

void foo(int width, int height) { 
    int a[width][height]; 
    ... 
} 

Answer 2

comp.lang.c FAQ在此有一個很好的部分。

Answer 3

對於多維數組，您可以做幾乎相同的事情。

float **array; 
array = calloc(sizeof(float*), n); 
for(int i = 0; i < n; i++) 
{ 
    array[i] = calloc(sizeof(float), n); 
} 

Answer 4

如果你想與n行和m列的矩陣然後可以使用長度m*n的線性陣列來表示這一點，其中每個索引i表示

row = i/n 
col = i % n 

和逆映射

i = row * n + col 

大多數使用像matlab這樣的矩陣的代數包實際上都使用這種表示，因爲它可以很好地推廣到任何維度（你c也應該將其推廣到一個三維矩陣）。

Answer 5

不，那是不可能的。作爲替代方案，分配單個數組，並定義一個索引函數，該函數接受您的座標並將索引返回到數組中。

int Index(int i, int j, int numCols) 
{ 
    return i * numCols + j; 
} 

int numRows = 100; 
int numCols = 200; 

float *data = malloc(sizeof(float) * numRows * numCols); 

data[Index(34, 56, numCols)] = 42.0f; 

Answer 6

可以使用C99可變長度數組（用gcc作品）：

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

void foo(size_t rows, size_t cols, float array[rows][cols]) 
{ 
    printf("%f\n", array[2][3]); 
} 

int main(void) 
{ 
    size_t rows = 4; 
    size_t cols = 5; 
    float (*array)[cols] = calloc(sizeof (float), rows * cols); 
    array[2][3] = 42; 
    foo(rows, cols, array); 
} 

Answer 7

我很驚訝沒有人已經指出了「明顯的」替代其保留了單個連續分配主矩陣，但具有指向雙向下標的向量。顯然

array2d[0][0] = 123.0; 

，我們還需要檢查內存：（我想這意味着它並不明顯，畢竟）

float **array2d = malloc(sizeof(*array2d) * height); 
float *array1d = malloc(sizeof(*array1d) * height * width); 

for (i = 0; i < height; ++i) 
    array2d[i] = &array1d[i * width]; 

現在你可以寫2-d數組訪問如常分配。