访问一维数组作为二维数组

Question

访问一维数组作为二维数组

carraysmatrixmultidimensional-arraytypeof

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我有一个一维数组int *data，我知道在其中实际存储了rows和cols的数量。也就是说，我可以使用data[i*cols+j]来访问二维矩阵中的元素(i,j)。

具体来说，这些数据被存储在一个结构体中：

typedef struct {
    int *data;
    int rows;
    int cols;
} matrix_t;

在过去的某个时间点，我也写过这段巫术代码：

#define MATRIXP(m) __typeof__(__typeof__(__typeof__(*((m).data))[(m).cols]) *)
#define MATRIXD(m) ((MATRIXP(m)) ((m).data))

有了这些定义，我能做到：

MATRIXP(matrix) m = MATRIXD(matrix);

然后我可以使用矩阵m作为一个二维矩阵指针来访问data。

m[3][2] = 5; /* assign the element in row 3 and column 2 */

这很好，意味着我不需要记住总是要使用类似于data[i*cols+j]的表达式。然而，我之前写了这段代码，现在我想不起来它是如何工作的。

有人可以解释一下所有那些__typeof__运算符是如何工作的，以及如何阅读类似的表达式吗？变量m的类型是什么？

我知道它会扩展成类似于：

__typeof__(__typeof__(__typeof__(*((matrix).data))[(matrix).cols]) *) m = ((__typeof__(__typeof__(__typeof__(*((matrix).data))[(matrix).cols]) *)) ((matrix).data));

访问数据的这种方法安全吗？这是最好的方式吗？

- codebeard

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+1，但是您知道c99及更高版本允许您为多维数组分配连续的内存，例如int (*data)[cols] = malloc(sizeof(int[rows][cols]));。我的意思是，您所做的很好，但似乎有更好的方法。 - Dabo

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在 C99 之前，你仍然可以使用 int(*data)[cols] = malloc(sizeof(int)*rows*cols);。 - Lundin

你不能在结构体定义中放置像 int (*data)[cols] 这样的字段。我并不是真正询问如何在使用它的同一作用域中分配这样的东西。我需要能够将其传递给其他函数并轻松访问它。 - codebeard

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Lee Duhem · Accepted Answer

问题1：

MATRIXP(matrix) m (matrix 应该是一个 matrix_t 类型的变量) 将被展开为

__typeof__(__typeof__(__typeof__(*((matrix).data))[(matrix).cols]) *) m

从内部到外部

__typeof__(*((matrix).data)) 是 *((matrix).data) 的类型，根据 matrix_t 的定义，它是 int 类型。
因此，(__typeof__(*((matrix).data))[(matrix).cols]) 等于 (int [cols])
所以 __typeof__(__typeof__(*((matrix).data))[(matrix).cols]) *) 等于 (int [cols] *)
这就是由 MATRIXP(matrix) 给出的类型。

因此，MATRIXP(matrix) 等于 (int [(matrix).cols] *)。换句话说，

MATRIXP(matrix) m

实际上是

int (*m)[matrix.cols]

正如@codebeard所指出的那样

问题2：

在我看来，它看起来非常安全。