c - 在struct中需要一个 "variable"大小的二维数组

Question

我正在尝试实现一个单元格网格，类似于康威的生命游戏。

虽然每个单独的网格在两个维度上都应具有固定大小，但我想要一个允许在两个维度上具有任意大小的网格结构。

这类似于数组可以是任意大小，但数组一旦初始化就具有固定大小。

这是我目前所拥有的:

typedef struct Cell {
    int data;
    // stuff to be added later
} Cell;

typedef struct Grid {
    unsigned width;
    unsigned height;
    Cell cell[][];
} Grid;

Grid initGrid(unsigned width, unsigned height) {
    Grid g;
    g.width = width;
    g.height = height;
    g.cell = malloc( sizeof(Cell)*width*height );
    return g;
}

但是我得到以下编译时错误:

main.c|12|note: declaration of `‘cell’ as multidimensional array must have bounds for all dimensions except the first|

How can I define a Grid data type with flexible size?

Post scriptum:作为 C 新手，我认为以下内容可行:

typedef struct Grid {
    unsigned width;
    unsigned height;
    Cell cell[width][height];
} Grid;

Post post scriptum: 每当我使用malloc 时，我总是感到不安。我在这里做(或试图做)任何可怕的错误吗？

Answer 1

你不能用 C 中的双索引 (cell[x][y]) 来做到这一点，没有办法表示每行要跳转的字节数是动态的。

因此，最好的(在我看来)方法是使用一维数组手动进行索引。

放一个普通的:

Cell *cell;

在 struct 中(保留 width 和 height)然后索引如下:

set_cell(Grid *g, unsigned int x, unsigned int y, Cell value)
{
  g->cell[y * g->width + x] = value;
}

编译器不太可能将其内联，而且会非常紧凑。可能比使用更多内存和另一层间接寻址的“锯齿状数组”方法更快。

分配很简单:

Grid initGrid(unsigned int width, unsigned int height)
{
    Grid g;
    g.width = width;
    g.height = height;
    g.cell = malloc(width * height * sizeof *g.cell);
    // add assert or error here, can't return NULL for value type
    return g;
}

如果您也想对 Grid 进行堆分配，您可以将其与其元素共同分配。

是的，您需要在完成分配后free() 分配，以免内存泄漏。严格来说，在现代系统上，操作系统将在程序结束时释放所有资源，但无论如何释放都是一种很好的形式:

void destroyGrid(Grid g)
{
  free(g.cell);
}