Return 这种创建二维数组的奇怪方法的函数类型

Question

此问题的来源参考：

我使用了引用 post 的答案中显示的代码的改编来创建字符串数组：

char (*string)[rows] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
memset(string, 0, sizeof(char [rows][cols]));

我意识到对于非常大的数组，此方法不是最佳方法，因为在尝试分配时单个大块连续内存变得非常昂贵。但是在创建中小型阵列时，这些优势可能会很有吸引力。例如。此方法仅使用对 malloc() 的一次调用来分配一个连续的块内存，因此在使用它时只需要对 free() 进行一次调用，使其成为我所见过的更多惯用方法的理想替代方法. （多次调用 malloc() 和 free() 的用户）

所以，我想把它封装成一个函数，但至今没发现return兼容什么类型：

T  CreateStringArray(int rows, int cols)
{
    char (*string)[rows] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
    memset(string, 0, sizeof(char [rows][cols]));

    return T;
}

什么形式的 T 可以使用此函数？

Answer 1

您可以尝试类似的方法：

void * CreateStringArray(int rows, int cols)
{
    char (*string)[cols] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
    memset((void*)string, 0, sizeof(char [rows][cols]));

    return string;
}

int main()
{
    char (*p)[4] = (char (*)[4])CreateStringArray(3, 4);
}

请注意，char (*string)[cols] 应定义为 cols 而不是 rows。因为 string 是指向 cols 元素的一维数组的指针。

分机：

关于为什么使用 cols 而不是 rows 的详细信息：

数组名在使用时是指向其第一个元素的指针。比如int arr[5]，这里arr就是指向a[0].

的指针

虽然 int a[rows][cols]，这里 a 不是指向 a[0][0] 的指针，而是指向其 a[0] 的指针，其类型为 int (*)[cols]

要理解这一点，你得想一想C是如何在内存中存储一个多维数组的？它实际上是逐行存储为一维数组。

例如int a[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}}; 存储为 1 2 3 4 5 6，这里 a[0] 是 {1, 2, 3} 所以指向 a[0] 的指针是指向 {1, 2, 3} 的指针，它是指向数组的指针3 个整数，可以写成 int (*)[3] => 通常它是 `int (*) [cols]'

Answer 2

如果我理解正确，函数应该return函数内分配的指针，

指针的类型为char (*)[cols]，但是当声明函数时，函数的return类型对变量cols一无所知。

在这种情况下，函数应该声明为

void * CreateStringArray(int rows, int cols) )
{
    char (*string)[rows] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
    memset(string, 0, sizeof(char [rows][cols]));

    return string;
}

在调用者中你可以写

char ( *string )[cols] = CreateStringArray( rows, cols );

Answer 3

你会喜欢到 return char (*)[rows]，但这是一个可变修改的类型，并且只有对象（不是函数）声明没有链接（与所有函数不同）在块或函数原型范围内可以具有可变修改类型 (C17 6.7.6.2/2)。

因此，您可以为函数的 return 类型做的最好的事情是 char * 或 void *。

但是，您可以使用宏对其进行修补：

void *CreateStringArray_func(int rows, int cols)
{
    char (*string)[rows] = malloc(sizeof(char [rows][cols]));
    memset(string, 0, sizeof(char [rows][cols]));

    return string;
}

#define CreateStringArray(rows, cols) \
    ((char (*)[rows]) CreateStringArray_func(rows, cols))

但在那种情况下，我可能只会使用

#define CreateStringArray(rows, cols) calloc(rows, cols)

后者也可以加cast，但我以不对分配函数的结果进行cast的原则省略

Return 这种创建二维数组的奇怪方法的函数类型

Return type of function for this odd way of creating 2D array

c

dynamic-arrays