c-为创建2D数组的这种奇怪方式返回函数类型

Question

这个问题的来源参考：分配2D阵列的奇怪方法

我使用了引用文章答案中所示代码的改编来创建字符串数组：

char (*string)[rows] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
memset(string, 0, sizeof(char [rows][cols]));

我意识到，对于超大的数组，这种方法不是最佳的，因为在尝试分配时，单个大块的连续内存会变得非常昂贵。但是，当创建中小型阵列时，其优势可能很有吸引力。例如，该方法只使用对malloc()的一次调用来分配单个连续块内存，因此在使用它时只需要对free()进行一次调用，这使它成为我见过的更惯用的方法的理想替代方案。(使用对malloc()和free()的多次调用的那些，)

所以，我想把它封装到一个函数中，但到目前为止，我还没有发现什么返回类型是兼容的：

T  CreateStringArray(int rows, int cols)
{
char (*string)[rows] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
memset(string, 0, sizeof(char [rows][cols]));
return T;
}

什么形式的T可以使用此功能？

Answer 1

您会希望返回char (*)[rows]，但这是一个可变修改的类型，只有在块或函数原型范围内声明没有链接(与所有函数不同)的对象(而不是函数)才能具有可变修改的类型(C17 6.7.6.2/2)。

因此，函数的返回类型最好是char *或void *。

然而，你可以用一个宏来修补它：

void *CreateStringArray_func(int rows, int cols)
{
char (*string)[rows] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
memset(string, 0, sizeof(char [rows][cols]));
return string;
}
#define CreateStringArray(rows, cols) 
((char (*)[rows]) CreateStringArray_func(rows, cols))

但在这种特殊情况下，我可能只会使用

#define CreateStringArray(rows, cols) calloc(rows, cols)

您也可以将强制转换添加到后者，但出于不强制转换分配函数结果的原则，我省略了它。

Answer 2

你可以尝试这样的东西：

void * CreateStringArray(int rows, int cols)
{
char (*string)[cols] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
memset((void*)string, 0, sizeof(char [rows][cols]));
return string;
}
int main()
{
char (*p)[4] = (char (*)[4])CreateStringArray(3, 4);
}

注意，char (*string)[cols]应定义为cols，而不是rows。因为CCD_ 12是指向CCD_。

扩展：

关于为什么使用cols而不是rows:的详细信息

数组名称在使用时是指向其第一个元素的指针。例如int arr[5]，这里arr是指向a[0]的指针。

尽管int a[rows][cols]，这里a不是a[0][0]的指针，而是指向其a[0]的指针，CCD_22具有类型int (*)[cols]

要理解这一点，你必须思考C是如何在内存中存储多维数组的？它实际上是以一维数组的形式逐行存储的。

例如int a[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};被存储为1 2 3 4 5 6，这里a[0]是{1, 2, 3}，所以指向a[0]的指针是指向可被写为int (*)[3]=>一般来说是`int(*)[cols]'

Answer 3

如果我理解正确，函数应该返回函数中分配的指针

指针的类型为char (*)[cols]，但当声明函数时，函数的返回类型对变量cols一无所知。

在这种情况下，应该像一样声明函数

void * CreateStringArray(int rows, int cols) )
{
char (*string)[rows] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
memset(string, 0, sizeof(char [rows][cols]));
return string;
}

在呼叫者中，你可以写

char ( *string )[cols] = CreateStringArray( rows, cols );