如何在 c 中创建 n 维数组

Question

我正在考虑编写一个函数，该函数接受 n 个参数并使用这些参数作为维度返回一个 n 维数组。现在我意识到一维和二维数组很容易用指针实现。对于 2d 数组，代码片段将是这样的（标准方式）：

int** x;
int* temp;
x = (int**)malloc(m * sizeof(int*));
temp = (int*)malloc(m*n * sizeof(int));
for (int i = 0; i < m; i++) {
  x[i] = temp + (i * n);
}

其中数组的大小为 m*n;但问题是我们如何找到 n 维数组的嵌套循环参数？有什么方法可以优化代码吗？

Answer 1

这显示了如何创建一个 N 维数组以及如何为其元素编制索引。这些提供了所需的基本机制。这是学生在学习时考虑的事情，但在实践中很少使用。通常有更好的方法来组织数据结构。此外，大多数有用的算法在遍历数据的方式方面都有模式，因此最好构建以增量方式有效更新索引的代码，而不是从头开始重新计算它们，如下所示。

/*  Note:  For demonstration purposes only.  Depending on needs, other types
    might be used for indices and sizes, and the array type might be wrapped
    in an opaque struct rather than exposed as "int *".
*/

//  Create an array with N dimensions with sizes specified in D.
int *CreateArray(size_t N, size_t D[])
{
    //  Calculate size needed.
    size_t s = sizeof(int);
    for (size_t n = 0; n < N; ++n)
        s *= D[n];
    //  Allocate space.
    return malloc(s);
}
/*  Return a pointer to an element in an N-dimensional A array with sizes
    specified in D and indices to the particular element specified in I.
*/
int *Element(int *A, size_t N, size_t D[], size_t I[])
{
    //  Handle degenerate case.
    if (N == 0)
        return A;
    //  Map N-dimensional indices to one dimension.
    int index = I[0];
    for (size_t n = 1; n < N; ++n)
        index = index * D[n] + I[n];
    //  Return address of element.
    return &A[index];
}

使用示例：

//  Create a 3*3*7*7*9 array.
size_t Size[5] = { 3, 3, 7, 7, 9 };
int *Array = CreateArray(5, Size);
//  Set element [1][2][3][4][5] to -987.
*Element(Array, 5, Size, (size_t []) { 1, 2, 3, 4, 5 }) = -987;

Answer 2

我不喜欢使用多维数组，而是使用1D：

int* pArray = (int*) malloc(m * n * sizeof(int*));
// access pArray[a][b]
int result = pArray[a*m + b];