【转】C/C++中多维数组做参数情况的详细解释

只看该作者 · 2017-1-10 12:24

我大二刚学完C语言，之后用来写矩阵分析的时候想把二维矩阵直接传到函数里，结果出现了问题：形参实参类型不一致，无法通过编译！随后我就尝试各种方法（改变形参或者实参的格式），虽然最后通过了不过当时还是没理解原理。

后来自己把原因分析出来了，现在把它写出来，希望对碰到同样问题的朋友有所帮助。

转载请注明出处，谢谢！

几个跟参数有关的知识：C/C++的函数形参可以是普通类型、指针、引用。传值方式有两种：值传递(包括指针)、引用。传参时从左往右，结合时从右往左，这个很重要（函数默认值与此有关）。

参数是指针时，我们一般通过两种方式实现读写：①移动指针 p++ ② p+i（目标位置）或者 p，等同于寻址的方式实现，他们实现时在内存里的操作：一维 p+0(p[0]) p+1(p[1]) p+2(p[2]) ······ p+(n-1) (p[n-1]) 由于作图不太方便，下面的讲解就不附图了。

1、一维数组（指针）
做参数一般指针做参数我就不多说了，专门搜这种问题的人应该都懂。
下面说一下一维数组：一般传参情况：字符串、整型数组（举个特例，实际上字符串是字符型数组）。字符串，我们一般用下面这种方式：

[cpp] view plain copy

bool PrintStr(char* str)//char str[]也一样
{
if (NULL == str || "" == str)
{
      return false;
}
for (int i = 0; i < strlen(str);i++)//就不考虑效率了，注意不要用sizeof
{
      cout << str << "  ";
}
while ('\0' != *str)//通过指针
{
      cout << *str++ << "  ";
}
return true;
}

2、二维数组做参数

在一维中我们看到，遍历数组时必须有终止条件，可以是某种标志也可以规定移动次数。
当到二维的时候这种情况就更为复杂。很多人定义函数的时候将函数定义为双重指针，传参的时候直接把二维数组名放进去，例如：

[cpp] view plain copy

//matrix 一维矩阵,m 矩阵行数，n矩阵列数
bool PrintMatrix(int** matrix,int m,int n)
{
return true;
}


int main(void)
{
int arr[3][3] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};

PrintMatrix(arr,3,3);
return 0;
}

这时候会提示错误：无法从int[3][3]转为int**，类型不兼容！
当然会不兼容！
函数传参的时候并不是你想的那样，他需要知道传入参数的特征：二维数组，数组每一维占多大。因为在函数里面读写实际是以*(p+i) 或者 p++的形式操作的。
二维数组如果那样操作会怎么样？我从第一行跳到第二行，你会这么写  p+1 或者 p++，可是函数怎么操作？
int**p，p+1每次移动sizeof(int*) ==4个字节，*p+1每次会移动sizeof(int)个字节；int p[3][3],p+1每次移动sizeof(p[0]) ==3*4个字节，*p+1每次会移动sizeof(int)个字节。它们是不能等同看待的，否则很容易出现内存错误，甚至系统崩溃。

所以在定义函数的时候如果是一维就可以省略，因为指针是按照sizeof(指针类型)移动；而在二维的时候则必须告诉函数一维以后的数据布局，这样它才不会读写错误甚至越界，一维部分也可以省略。
从抽象而且直接的角度，你也可以这么理解：一维的在内存中线性排列，读写的时候也是线性操作，所以通过了。当你需要处理的内容是非线性的时候，不仅仅要告诉函数我的内容是非线性的，还要告诉他非线性的特征：二维数组，数组每一维特征(空间大小)。
例如：

[cpp] view plain copy

#define M 3
#define N 3
//matrix 一维矩阵,m 矩阵行数，n矩阵列数;
//M、N必须是常数，而且N必须和传入的参数一致
bool PrintMatrix(int matrix[M][N], int m, int n)
{
return true;
}
//matrix 一维矩阵,m 矩阵行数，n矩阵列数
//M甚至可以省略，因为有类型int
bool PrintMatrix(int matrix[][N], int m, int n)
{
return true;
}


//matrix 一维矩阵,m 矩阵行数，n矩阵列数
//当然可以这么写，它本来就是这个样子！
bool PrintMatrix(int (*matrix)[N], int m, int n)
{
return true;
}

按照上面的方式完美通过，Perfect！

3、多维数组做参数

多维数组和二维数组类似，只不过需要多加几个说明：

例如：int p[M][N][K] ，p[0][0][0+1] 指针移动移动一个类型长度4byte==sizeof(int)，p[0][0+1][0] 指针移动一个维 K*sizeof(int)，p[0+1][0][0]指针移动二维N*(K*sizeof(int))。

[cpp] view plain copy

#define M 3
#define N 3
#define K 3
bool PrintMatrix(int(*matrix)[N][K], int m, int n,int k)
{
return true;
}

4、总结

通过上面分析可以看出多维指针比较复杂，很容易出错。所以实际用的时候一般用其它方法绕过这个问题：数据整理为一维，处理完后再转成原形式；用结构体或类；一维一维的处理等。

PS：今天登陆发现编码出问题，重新编辑了一下