如何将指向完整数组的指针（即int（*）[]）返回给主函数

Question

我的函数目的是在堆上创建一个整数二维数组。在我创建指向整个数组的指针之后，我将该指针作为 void* 类型返回。我觉得还有更好的返回类型，但我似乎无法获得正确的语法。

请让我知道是否可以使用比 void* 更好的返回类型。

void* create_matrix(int x, int y){
    int i, j, count;
    int(*matrix)[x] = calloc(y, sizeof *matrix); // a pointer to a full array of size x.
    //matrix = address of array
    //*matrix = address of first element of array; *(matrix + 1) = address of first element of second array
    //**matrix = element that exists at the first element of array; *(*(matrix + 1) + 1) = second element of second array = matrix[1][1]
    count = 0;
    for(i = 0; i < y; i++){
        for(j = 0; j < x; j++){
            matrix[i][j] = ++count;
        }
    }
    for(i = 0; i < y; i++){
        for(j = 0; j < x; j++){
            printf("%d\n", matrix[i][j]);
        }
    }
    return matrix;
}

- Hayden Labrie

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完整的类型取决于 x，它根据调用方式而变化，因此您无法将其声明为类型。 - Barmar

Hayden Labrie，也许可以使用VLA支持编写bool create_matrix(int x, int y, int (*matrix)[y][x])函数，并要求调用者传入保存指针的位置。返回一个分配成功的标志。 - chux - Reinstate Monica

Answer 1

如果不从函数中返回指针，而是通过引用（即传递其地址）将其传递到函数中并在那里初始化，就可以做得更好。例如：

void alloc_matrix(int x, int y, int (**pmat)[x])
{
  int (*matrix)[x] = calloc(...);
  ...;
  *pmat = matrix;
}

...
int x = 5;
int y = 6;
int (*matrix)[x]; // important, declare matrix when x is already known
alloc_matrix(x, y, &matrix);

你也可以将两个维度合并到矩阵类型中，即 int (*matrix)[x][y]。但这样你需要写成 (*matrix)[i][j] 而不是 matrix[i][j]，这有点不方便。虽然名义上有一个额外的间接层级，但两种变体应该产生完全相同的机器代码。

- n. m.

Answer 2

你可以返回一个未指定大小的数组指针：

int (*create_matrix(int x, int y))[]
{
   ...
}

这将与指向VLA的指针兼容：

int (*a)[x]=create_matrix(x,y);

数组类型是兼容的，因为大小在两个地方都不是常量。这在C标准的第6.7.6.2p6节中有规定：

“为了使两个数组类型兼容，它们都必须具有兼容的元素类型，并且如果两个大小说明符都存在并且都是整数常量表达式，则两个大小说明符必须具有相同的常量值。如果这两个数组类型用于需要它们兼容的上下文中，则当这两个大小说明符评估为不相等的值时，其行为未定义。”

- dbush

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谢谢！我不知道返回一个包含整数的整个数组指针的正确语法。这正是我正在寻找的！ - Hayden Labrie

@HaydenLabrie，考虑使用typeof扩展（C23中的一个功能）来使返回类型的声明更容易阅读。typeof(int[])* create_matrix(int x,int y) - tstanisl