用于模拟存取二维数组的宏

Question

OpenCL仅提供使用C99规范访问单维数组的权限。然而，我的问题是在二维空间中我在主机端使用二维数组

我想使用C宏来获取元素A[i][j]，而不是通过计算索引来降低代码的可读性。不幸的是，我在这方面相当糟糕，而且很少有c语言的经验。我想我对它是如何完成的有一个大致的想法，但如果有人能批评它，我将不胜感激。

应该是这样的:

#define 2d_access(u, y, x) (u[y][x])

，其中u是矩阵，y是行，x是列，宏将返回u[y][x]值

矩阵是静态分配的，所以宏将有一个WIDTH组件。

#define 2d_access(u, y, x) (u[y * WIDTH] + x])

Answer 1

由于到目前为止所有的答案都依赖于恒定的宽度，因此这里有一个(重量级的)任意宽度列的解决方案:

#define matrix_type(t) struct { size_t width; t array[]; }
#define matrix_alloc(t, w, h) malloc(offsetof(matrix_type(t), array[(w) * (h)]))
#define matrix_init(m, t, w, h) 
  matrix_type(t) *m = matrix_alloc(t, w, h); 
  if(!m) matrix_alloc_error(); else m->width = (w);
#define matrix_index(m, w, h) m->array[m->width * (w) + (h)]
// redefine if you want to handle malloc errors
#define matrix_alloc_error()

用free释放数组

当然，您也可以为高度添加一个字段，并执行边界检查等操作。您甚至可以将这些编写为实际的函数，或者使用宏来自动声明struct类型，这样您就不必为所有内容使用匿名struct类型。如果需要在堆栈上使用，可以使用alloca，但要以可移植性为代价。

如果你有一个固定的矩阵大小，你可以使用一些转换技巧来实现"原生"2D索引(通过[]操作符):

#define CAT_(x, y) x##y
#define CAT(x, y) CAT_(x, y)
#define MANGLE(x) CAT(x, _hidden_do_not_use_0xdeadbeef_)
#define matrix_init(m, t, w, h) 
  t MANGLE(m)[(w) * (h)]; 
  t (*m)[(w)] = (void *)MANGLE(m);
// because of the funky typing, `m[0][1]` does what you'd expect it to.

请注意，与其他解决方案不同，这创建了第二个变量，这可能不是很干净，但我认为我使用了一个非常清晰的mangling方法，因此在实践中它不会妨碍。

Answer 2

为您正在使用的每个数组定义一个宏，这样您就可以使它看起来完全像一个2D数组访问。因此，给定数组A，您将定义:

#define A(r, c) (A[(r)*WIDTH + (c)])

注意替换值周围的圆括号。这将处理替换为表达式的情况，如A(i + 1, j)。如果没有括号，这将展开为A[i + 1*WIDTH + j]，这不是您想要的:

A[i + 1*WIDTH + j] = A[WIDTH + i + j] != A[(i + 1)*WIDTH + j]

为了避免第二个参数出现同样的问题，两个参数在替换文本中都用圆括号括起来。

Answer 3

没有批评，你已经给出了解决方案:

#define access_2d(u, y, x) (u[(y) * WIDTH + (x)])

好吧，也许我的想法不同，但我将定义为

// x before y
#define access_2d(u, x, y) (u[(y) * WIDTH + (x)])

这并没有更好，只是一个偏好。