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跟周立功学C语言编程:如何将二维数组作为函数参数传递?这三要素要时刻谨记!

来源:艾特贸易2017-09-08

简介第一章为程序设计基础,本文为1.7.3将二维数组作为函数参数。 >>>> 1.7.3将二维数组作为函数参数 >>> 1. 函数原型 当将数组的数组作为函数参数时,数组名同样视为地址,因此相应的形参

第一章为程序设计基础,本文为1.7.3将二维数组作为函数参数。

 

>>>> 1.7.3 将二维数组作为函数参数

 

>>> 1. 函数原型

 

当将数组的数组作为函数参数时,数组名同样视为地址,因此相应的形参如同一维数组一样也是一个指针,比较困难的是如何正确地声明一个指针变量pData指向一个数组的数组data? 如果将pData声明为指向int类型是不够的,因为指向int类型的指针变量只能与data[0]的类型匹配。假设有以下代码:

int data[3][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};

int total = sum(data, 3);

 

那么sum()函数的原型是什么?

 

由于表达式中的数组名data可以被解释为指针,即data的类型为指向int [2]的指针类型int (*)[2],因此必须将pData声明为与之匹配的类型,data才能作为实参传递给sum()。其函数原型如下:

int sum(int (*pDdata)[2], int size);  

 

当然,也可以将这个函数原型写成下面这样的形式:

int sum(int data[3][2], int size); 

 

还有一种格式,这种格式与上述原型的含义完全相同,但可读性更强。在声明一个接收二维数组为参数的函数时,只要提供第二个即可:

int sum(int data[][2], int size);

 

其中,data[]表达式是数组指针的一种隐式声明,(*pData)表达式则是指针的一种显式声明。虽然data是“由2个int值组成的数组(元素个数未知)”,但它同样可以被解释为“指向int [2]的指针”。即:

int sum(int (*pData)[2], int size); 

 

由于下标是数组类型的一部分,如果第2个方括号是空的,则数组类型就不完整了,因为编译器也不知道如何补全它。因此类似这样的声明:

int sum(int data[3][], int size); 

int sum(int data[][], int size); 

 

是错误的。

 

sun()函数为何将行数(3)作为参数,而不是将列(2)作为参数呢?上述原型都指出,data是指针不是数组。由于data是由2个int值组成的数组,因此也就意味着在声明时指定了列数,这就是为什么没有将列数作为独立的函数参数进行传递的原因。比如:

int data[80][3]; 

int total = sum(data, 20);

int total = sum(data+5, 10); 

 

当然,也可以让函数将二维数组看成一维数组,比如,如何找到二维数组中的最大元素。其函数原型(iMax.h文件)如下:

int iMax(int *pData, size_t numData) 

 

如果将数组的地址data作为iMax()函数的第1个实参,数组data中的元素总数量row*col作为第2个实参:

largest = iMax(data, row*col);

 

则无法通过编译,因为data的类型为int (*)[col],而iMax函数期望的实参类型是int *。正确的调用形式如下:

largest = iMax(data[0], row*col); 

 

其中的data[0]指向第0行的元素0,经过编译器转换后,其类型为int *,实参与形参类型一致。当将data强制转换为(int *)data时,同样也可以求二维数组中元素的最大值,详见程序清单 1.33。

 

程序清单 1.33 求二维数组中元素的最大值范例程序

1     #include

2     #include "iMax.h"

3

4     int main(int argc, char *argv[]) 

5     { 

6            int data[][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};

7            int n = sizeof(data) / sizeof(data[0][0]); 

8            printf("%d\n", iMax((int *)data, n)); 

9            return 0; 

10   }

 

由于data[0][0]是一个int值,因此&data[0][0]的类型为int *const。即可用以下方式指向data的第1个元素,增加指针的值使它指向下一个元素。即:

int *ptr = &data[0][0]; 

int *ptr = data[0];

 

如果将某人一年之中的工作时间,使用下面这个“数组的数组”表示:

int working_time[12][31]; 

 

在这里,如果开发一个根据一个月的工作时间计算工资的函数,可以象下面这样将某月的工作时间传递给这个函数:

calc_salary(working_time[month]);

 

其相应的函数原型如下:

int calc_salary(int *working_time);

 

这种技巧只有通过“数组的数组”才能实现,而多维数组则显得苍白无力。

 

>>> 2. 二维数组的行

 

由于C语言是按行主序存储二维数组的,即先存储0行的元素,接着存储1行的元素,依此类推。因此要访问数组中的每一个元素,可以从data[0][0]开始,用一个for循环改变行,用另一个for循环改变列,详见程序清单 1.34。

 

程序清单 1.34 求二维数组中元素的和范例程序

1     int sum(int (*pData)[2], int size)

2     {

3            int total = 0; 

4

5            for(int row = 0; row < size; row++) 

6                   for(int col = 0; col < 2; col++)

7                          total += pData[row][col];

8            return total; 

9     }

 

当使用指向数组的指针对data进行初始化时:

int (*pData)[2] = data; 

 

它使pData指向data的第一行,当pData与一个整数相加时,该整数值首先根据2个整数值的长度进行调整,然后再执行加法,因此可以使用这个指针一行一行地在data中移动。

 

对于每个row值,内部的for循环将遍历所有的col值。如果将二维数组当作一维数组来看,则上述的双重循环可以改为单循环。比如,将二维数组的所有元素初始化为0:

for(int *ptr = &data[0][0]; ptr <= &data[row - 1][col - 1]; ptr++) 

*ptr = 0;

 

当循环开始时,ptr指向data[0][0],ptr++使ptr指向data[0][1]、data[0][2]……当ptr到达data[0][col-1](即第0行的最后一个元素)时,再次对ptr自增使它指向data[1][0],持续这一过程直到ptr越过data[row-1][col-1](数组中的最后一个元素)为止。

 

如何处理二维数组一行中的元素?如果需要一个指针逐个访问数组的元素,而不是逐行在数组中移动,再次选择使用指针变量ptr。为了访问第i行的元素,需要初始化ptr使其指向数组data中第i行的元素0。即:

ptr = &data[i][0];

 

由于data[i]等价于*(data + i),因此&data[i][0]等同于&(*(data[i]+0)),即等价于&*data[i]。又由于&与*运算符可以抵消,因此等同于data[i],即可将“ptr = &data[i][0];”简写为:

ptr = data[i]; 

 

下面的循环是对数组data的第i行清0,其中用到了这一简化。即:

int data[row][col]; 

for(ptr = data[i]; ptr < data[i] + col; ptr++) 

       *pData = 0; 

 

因为data[i]是指向数组data第i行的指针,所以将data[i]传递给需要用一维数组作为实参的函数,即使用一维数组的函数也可以使用二维数组中的一行。显然找到一维数组中最大元素的iMax函数,同样也可以用于确定二维数组data中第i行的最大元素:

largest = iMax(data[i], col); 

 

>>> 3. 二维数组的列

 

由于数组是按行而不是按列存储的,因此处理二维数组的一列中的元素相对来说就复杂一些。下面的循环是对数组data第i列清0:

int data[row][col], (*pData)[col], i; 

for(pData = &data[0]; pData < &data[row]; pData++)

       (*pData)[i] = 0;  

 

在这里,将pData声明为指向长度为col的整型数组的指针,pData++将pData移到下一行的开始位置。在表达式(*pData)[i]中,*pData代表data的一整行,因此(*pData)[i]选中了该行第i列的那个元素。注意,*pData必须使用括号,否则编译器会认为pData是指针数组,而不是指向数组的指针。      

 

由此可见,只要抓住“变量的三要素(即变量的类型、变量的值和变量的地址)”并贯穿始终,则一切问题将迎刃而解。

 

周立功C语言编程