在不知道索引的情况下迭代C中的多维数组

Question

我在处理多维数组时遇到问题。我试图使用指针让“123”、“456”、“x123”和“x456”出现在函数内部的屏幕上：

void f(char ***array){
    while (**array != '\0'){
        while (*array != '\0'){
            printf("%s\n",*array);array++;
        }
    }
}

int main(){
    char* arr[50][50]={{"123","456"},{"X123","X456"}};
    f(arr);
    return 0;
}

编译时，我在f（arr）行收到来自不兼容指针类型的警告传递参数1“f” 。当运行代码时，我看到：

123
456
Segmentation fault

然后程序退出。

当我将代码更改为：

void f(char **array){
    while (*array != '\0'){
        printf("%s\n",*array);array++;
    }
}

int main(){
    char* arr[50]={"123","456"};
    f(arr);
    return 0;
}

这些数字可以很好地迭代，但为了更好地组织，我宁愿在某个时候将数据分组。为什么使用多维数组的第一组代码不能正确执行？




Answer 1

通常不应该交替使用指针和数组。众所周知，它们是相同的，但它们不是。对于多维数组尤其如此。

多维数组必须在内存中线性排列，因为地址是线性的。有几种方法可以做到这一点，但C使用行主排序。这意味着，随着地址的增加，最后一个索引的增长速度最快。

例如二维数组

int x[rows][cols];

这两种说法是等价的

x[row][col] = y;
*(x + (row * cols) + col) = y;

这意味着，为了访问函数中多维数组的元素，函数至少需要知道更高维度的大小才能有效访问。

void f(int rows, int cols, char* array[rows][cols]){
  for (int i = 0; i < rows; i++) {
    for (int j = 0; j < cols; j++) {
      printf("%s\n", array[i][j]);
    }
  }
}

int main(){
  char* arr[50][50]={{"123","456"},{"X123","X456"}};
  f(50, 50, arr);
  return 0;
}

但是，如果需要在不知道维度的情况下进行迭代，可以利用内存布局有效地迭代行和列（以及更高的维度）。不过，这增加了在数组中输入结束信号的必要性（例如NULL）。除了使代码更复杂之外，它还增加了内存开销，因为通常必须分配包含NULL的最后一行。

#include <stdio.h>

void f(char** array){

  while (*array)
    printf("%s\n", *(array++));
}

int main(){

  char* arr[][2] = { {"123","456"}, {"X123","X456"}, {NULL, NULL} };

  f((char**) arr);

  return 0;
}

Answer 2

很难判断您正在尝试做什么，但如果我理解正确，您似乎有一个不需要的额外数组维度。一旦您到达第5个字符串（导致您的分段错误），您就正在测试一个未初始化的值。要纠正它，您可以执行以下操作：

#include <stdio.h>

void f(char **array){
    while (*array != '\0'){
        // while (*array != '\0'){
        printf("%s\n",*array);array++;
        //}
    }
}

int main(){
    char *arr[50]={"123","456","X123","X456",NULL};
    f(arr);
    return 0;
}

输出

$ ./bin/func_f
123
456
X123
X456

注意：当数据耗尽时，显式的NULL被用作停止迭代的哨兵。有很多方法可以解决这个问题，这只是其中之一。

Answer 3

首先，为什么是三星？你想要完成的是什么？显而易见的解决方案是创建一个二维字符数组，然后将字符串存储在数组中，每行一个。考虑以下示例：

char arr[][ 6 ] = { "123", "456", "X123", "X456" };

注意，我们可以省略arr数组中的行数，但C要求我们指定列数。不幸的是，并不是所有的字符串都足够长来填充整个数组行，所以C用空字符填充它们。（请注意，阵列中存在一些浪费的空间）

      0     1     2     3     4     5
   +-----+-----+-----+-----+-----+-----+
 0 |  1  |  2  |  3  | '\0'| '\0'| '\0'|
   +-----+-----+-----+-----+-----+-----+
 1 |  4  |  5  |  6  | '\0'| '\0'| '\0'|
   +-----+-----+-----+-----+-----+-----+
 2 |  X  |  1  |  2  |  3  | '\0'| '\0'|
   +-----+-----+-----+-----+-----+-----+
 3 |  X  |  4  |  5  |  6  | '\0'| '\0'|
   +-----+-----+-----+-----+-----+-----+

如果代码中有三星是您想要的，那么您必须添加一个始终为空的额外元素。（顺便问一下，为什么不使用数组的长度？）

另一种方法是使用不规则阵列。C不提供“不规则数组类型”，但它确实为我们提供了模拟这种类型的工具。（只需创建一个数组，其元素是指向字符串的指针）考虑以下示例：

#define N   4

int main( int argc, const char * argv[] ) {

    char *str[] = { "123", "456", "X123", "X456" };

    for ( char **p = &str[ 0 ]; p < str + N; ++p ) {
        puts( *p );
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

要访问其中一个字符串，我们只需要在arr数组下标。

希望这有帮助。。