第一章為程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ),本文為1.7.3將二維數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)。
>>>>1.7.3將二維數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)
>>>1.函數(shù)原型
當(dāng)將數(shù)組的數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)時(shí),數(shù)組名同樣視為地址,因此相應(yīng)的形參如同一維數(shù)組一樣也是一個(gè)指針,比較困難的是如何正確地聲明一個(gè)指針變量pData指向一個(gè)數(shù)組的數(shù)組data? 如果將pData聲明為指向int類型是不夠的,因?yàn)橹赶騣nt類型的指針變量只能與data[0]的類型匹配。假設(shè)有以下代碼:
int data[3][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};
int total = sum(data, 3);
那么sum()函數(shù)的原型是什么?
由于表達(dá)式中的數(shù)組名data可以被解釋為指針,即data的類型為指向int [2]的指針類型int (*)[2],因此必須將pData聲明為與之匹配的類型,data才能作為實(shí)參傳遞給sum()。其函數(shù)原型如下:
int sum(int (*pDdata)[2], int size);
當(dāng)然,也可以將這個(gè)函數(shù)原型寫成下面這樣的形式:
int sum(int data[3][2], int size);
還有一種格式,這種格式與上述原型的含義完全相同,但可讀性更強(qiáng)。在聲明一個(gè)接收二維數(shù)組為參數(shù)的函數(shù)時(shí),只要提供第二個(gè)即可:
int sum(int data[][2], int size);
其中,data[]表達(dá)式是數(shù)組指針的一種隱式聲明,(*pData)表達(dá)式則是指針的一種顯式聲明。雖然data是“由2個(gè)int值組成的數(shù)組(元素個(gè)數(shù)未知)”,但它同樣可以被解釋為“指向int [2]的指針”。即:
int sum(int (*pData)[2], int size);
由于下標(biāo)是數(shù)組類型的一部分,如果第2個(gè)方括號(hào)是空的,則數(shù)組類型就不完整了,因?yàn)榫幾g器也不知道如何補(bǔ)全它。因此類似這樣的聲明:
int sum(int data[3][], int size);
int sum(int data[][], int size);
是錯(cuò)誤的。
sun()函數(shù)為何將行數(shù)(3)作為參數(shù),而不是將列(2)作為參數(shù)呢?上述原型都指出,data是指針不是數(shù)組。由于data是由2個(gè)int值組成的數(shù)組,因此也就意味著在聲明時(shí)指定了列數(shù),這就是為什么沒有將列數(shù)作為獨(dú)立的函數(shù)參數(shù)進(jìn)行傳遞的原因。比如:
int data[80][3];
int total = sum(data, 20);
int total = sum(data+5, 10);
當(dāng)然,也可以讓函數(shù)將二維數(shù)組看成一維數(shù)組,比如,如何找到二維數(shù)組中的最大元素。其函數(shù)原型(iMax.h文件)如下:
int iMax(int *pData, size_t numData)
如果將數(shù)組的地址data作為iMax()函數(shù)的第1個(gè)實(shí)參,數(shù)組data中的元素總數(shù)量row*col作為第2個(gè)實(shí)參:
largest = iMax(data, row*col);
則無法通過編譯,因?yàn)閐ata的類型為int (*)[col],而iMax函數(shù)期望的實(shí)參類型是int *。正確的調(diào)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,經(jīng)過編譯器轉(zhuǎn)換后,其類型為int *,實(shí)參與形參類型一致。當(dāng)將data強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為(int *)data時(shí),同樣也可以求二維數(shù)組中元素的最大值,詳見程序清單 1.33。
程序清單1.33求二維數(shù)組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]是一個(gè)int值,因此&data[0][0]的類型為int *const。即可用以下方式指向data的第1個(gè)元素,增加指針的值使它指向下一個(gè)元素。即:
int *ptr = &data[0][0];
int *ptr = data[0];
如果將某人一年之中的工作時(shí)間,使用下面這個(gè)“數(shù)組的數(shù)組”表示:
在這里,如果開發(fā)一個(gè)根據(jù)一個(gè)月的工作時(shí)間計(jì)算工資的函數(shù),可以象下面這樣將某月的工作時(shí)間傳遞給這個(gè)函數(shù):
calc_salary(working_time[month]);
其相應(yīng)的函數(shù)原型如下:
int calc_salary(int *working_time);
這種技巧只有通過“數(shù)組的數(shù)組”才能實(shí)現(xiàn),而多維數(shù)組則顯得蒼白無力。
>>>2.二維數(shù)組的行
由于C語言是按行主序存儲(chǔ)二維數(shù)組的,即先存儲(chǔ)0行的元素,接著存儲(chǔ)1行的元素,依此類推。因此要訪問數(shù)組中的每一個(gè)元素,可以從data[0][0]開始,用一個(gè)for循環(huán)改變行,用另一個(gè)for循環(huán)改變列,詳見程序清單 1.34。
程序清單1.34求二維數(shù)組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 }
當(dāng)使用指向數(shù)組的指針對(duì)data進(jìn)行初始化時(shí):
int (*pData)[2] = data;
它使pData指向data的第一行,當(dāng)pData與一個(gè)整數(shù)相加時(shí),該整數(shù)值首先根據(jù)2個(gè)整數(shù)值的長度進(jìn)行調(diào)整,然后再執(zhí)行加法,因此可以使用這個(gè)指針一行一行地在data中移動(dòng)。
對(duì)于每個(gè)row值,內(nèi)部的for循環(huán)將遍歷所有的col值。如果將二維數(shù)組當(dāng)作一維數(shù)組來看,則上述的雙重循環(huán)可以改為單循環(huán)。比如,將二維數(shù)組的所有元素初始化為0:
for(int *ptr = &data[0][0]; ptr <= &data[row - 1][col - 1]; ptr++)?
*ptr = 0;
當(dāng)循環(huán)開始時(shí),ptr指向data[0][0],ptr++使ptr指向data[0][1]、data[0][2]……當(dāng)ptr到達(dá)data[0][col-1](即第0行的最后一個(gè)元素)時(shí),再次對(duì)ptr自增使它指向data[1][0],持續(xù)這一過程直到ptr越過data[row-1][col-1](數(shù)組中的最后一個(gè)元素)為止。
如何處理二維數(shù)組一行中的元素?如果需要一個(gè)指針逐個(gè)訪問數(shù)組的元素,而不是逐行在數(shù)組中移動(dòng),再次選擇使用指針變量ptr。為了訪問第i行的元素,需要初始化ptr使其指向數(shù)組data中第i行的元素0。即:
ptr = &data[i][0];
由于data[i]等價(jià)于*(data + i),因此&data[i][0]等同于&(*(data[i]+0)),即等價(jià)于&*data[i]。又由于&與*運(yùn)算符可以抵消,因此等同于data[i],即可將“ptr = &data[i][0];”簡寫為:
ptr = data[i];
下面的循環(huán)是對(duì)數(shù)組data的第i行清0,其中用到了這一簡化。即:
int data[row][col];
for(ptr = data[i]; ptr < data[i] + col; ptr++)?
*pData = 0;
因?yàn)閐ata[i]是指向數(shù)組data第i行的指針,所以將data[i]傳遞給需要用一維數(shù)組作為實(shí)參的函數(shù),即使用一維數(shù)組的函數(shù)也可以使用二維數(shù)組中的一行。顯然找到一維數(shù)組中最大元素的iMax函數(shù),同樣也可以用于確定二維數(shù)組data中第i行的最大元素:
largest = iMax(data[i], col);
>>>3.二維數(shù)組的列
由于數(shù)組是按行而不是按列存儲(chǔ)的,因此處理二維數(shù)組的一列中的元素相對(duì)來說就復(fù)雜一些。下面的循環(huán)是對(duì)數(shù)組data第i列清0:
int data[row][col], (*pData)[col], i;
for(pData = &data[0]; pData < &data[row]; pData++)
(*pData)[i] = 0;
在這里,將pData聲明為指向長度為col的整型數(shù)組的指針,pData++將pData移到下一行的開始位置。在表達(dá)式(*pData)[i]中,*pData代表data的一整行,因此(*pData)[i]選中了該行第i列的那個(gè)元素。注意,*pData必須使用括號(hào),否則編譯器會(huì)認(rèn)為pData是指針數(shù)組,而不是指向數(shù)組的指針。
由此可見,只要抓住“變量的三要素(即變量的類型、變量的值和變量的地址)”并貫穿始終,則一切問題將迎刃而解。
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原文標(biāo)題:周立功:如何將二維數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)傳遞
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