二维数组作为函数参数传递剖析(C语言)

前言

  很多文章不外乎告诉你下面这几种标准的形式,你如果按照它们来用,准没错:

//对于一个2行13列int元素的二维数组//函数f的形参形式f(int daytab[2][13]) {…}//以下两种可以忽略行数f(int daytab[][13]) {…}f(int (*daytab)[13]) {…}

  甚至会有人告诉你多维数组作为参数传递可以省略第一维,其他维不能省略。然而你对这种形式并不满意:如果事先限定了二维数组的大小,函数的泛用性就要大打折扣了。因为你真正需要的,是可以处理事先未知行数和列数的二维数组的函数。当然也有文章提到类似下面的动态分配的方式,但作为函数参数传递有时不能成功,令人疑惑。

int **array;//array[M][N]array = (int **)malloc(M *sizeof(int *));for(i=0;i<M;i++)array[i] = (int *)malloc(N *sizeof(int));

  本文目的是深入剖析各个形式的二维数组,以及为了进行参数传递,如何写函数的形参表。更高维的数组可以做类似的推广。

  下面先进行分析,文中讨论的地址空间是虚拟地址空间,是程序员看到的地址空间,不是实际的物理地址空间。

1.基本形式:二维数组在栈上分配,各行地址空间连续,函数参数使用文首提到的3种形式

  最初接触二维数组时,可能只是在main()或某个函数里进行声明,然后直接使用:

…int array[M][N];  //array[][N] ={{…},…,{…}}; is ok  //array[][] = {{…},…,{…}}; is wrong … //使用array[m][n]

  这种分配是在栈上进行的,能够保证所有元素的地址空间连续。这样,array[i][j] 和 *(*(array +i) +j)是一样的,程序是知道array+i的i实际上偏移了i*N个单位,这也导致了在二维数组array[3][3]中,使用下标array[2][1]和array[1][4]是访问的同一个元素,尽管后者的下标对于一个3*3矩阵来说是非法的,但这并不影响访问。

  这种形式,无论是数组定义还是函数都不够泛用,两个维度在编译前就定好了,唯一可以做的就是把维度M、N声明为宏或者枚举类型,但这仍不能避免每次修改后都要重新编译。

2.数组传参形式:二维数组在栈上分配,各行地址空间连续,函数参数使用指针形式

  当把这种二维数组的指针直接作为参数传递时,数组名退化为指针,函数并不知道数组的列数,N对它来说是不可见的,即使使用*(*(array +i) +j),第一层解引用失败。这时,编译器会报warning,香港空间,运行生成的文件会发生segment fault。那么,为了指导这个函数如何解引用,也就是人为地解引用,需要把这个二维数组的首元素地址传给函数,于是就变成了下面的形式:

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <assert.h>int func(int *array, int m, int n) {int i,j;for(i=0;i<m;i++) {for(j=0;j<n;j++)printf(, *(array +i*n +j));printf();}return 0;}int main(int argc,char** argv) {int m=3,n=3,i;int array[][3] = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};func(*array,m,n);return 0;}

  也可以写成

int fun(int *array,int m,int n) {int i,j;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++)printf(, *((int*)array + n*i + j));return 0;}int main() {int array[3][3] = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};fun((int *)array,3,3);return 0;}

  但是意图没有上一种清晰,并不推荐。

  你可能会问,为什么下面的不行?原因其实和上面提到的一样,第一次解引用时,函数并不知道数组的列数,从而导致失败。

int func(int **array, int m, int n) {…printf(, *(*array +i*n +j));…}int main() {  int array[3][3] = {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};…func(array,3,3);  … }

3.动态数组形式:二维数组在堆上分配,各行地址空间不一定连续,函数参数使用指针形式

看着你手中的戒指,你说,你可以把它取下来吗?

二维数组作为函数参数传递剖析(C语言)

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