c - 声明一个 C 函数以返回一个数组

Question

如何创建返回数组的函数？我试过了

const int WIDTH=11;
const int HEIGHT=11;

int main() {
  char A[WIDTH][HEIGHT];
  A=rand_grid(WIDTH,HEIGHT);
  return 0;
}

// Initializes a random board.
char[][] rand_grid(int i, int k) {
  char* A[i][k];
  for(j=0;j<i;++j) {
    for(l=0;l<k;++l) {
      A[j][l]=ran(10);
    }
  }
  return A;
}

// Returns a random number from the set {0,...,9}.
int ran(int i) {
  srand((unsigned int) time(0));
  return(rand()%10);
}

Answer 1

有几点需要指出。

首先，你不能像这里那样分配一个数组对象:

char A[WIDTH][HEIGHT];  
A=rand_grid(WIDTH,HEIGHT);

数组类型的对象是不可修改的。

其次，C 中的函数不能返回数组类型。不过，它们可以返回数组的指针:

char (*foo(int width))[HEIGHT]
{
  /**
   * dynamically allocate memory for a widthxHEIGHT array of char
   */
  char (*newArr)[HEIGHT] = malloc(sizeof *newArr * width);
  /**
   * initialize array contents here
   */
  return newArr;
}

语法有点困惑；它读作

       foo                                   -- foo
       foo(int width)                        -- is a function
                                             -- taking an int parameter
      *foo(int width)                        -- returning a pointer
     (*foo(int width))[HEIGHT]               -- to a HEIGHT-element array
char (*foo(int width))[HEIGHT]               -- of char

对于 C89，上述代码段中的 HEIGHT 必须是编译时常量整数表达式(宏、数字文字或由宏和/或数字文字组成的算术表达式)。我不确定 C99 是否也是如此。

根据您发布的代码片段，您要做的是获取一个您已经分配的数组并初始化其内容。请记住，在大多数情况下，数组类型的表达式将隐式转换为指向基类型的指针。 IOW，如果将 T 的 N 元素数组传递给函数，函数实际接收的是指向 T 的指针:

void foo (T *p) {...}
...
T arr[N];
foo(arr);

对于二维数组，它有点丑陋:

void foo (T (*p)[M]) {...}
...
T arr[N][M];
foo(arr);

这还依赖于 M 在编译时已知，这限制了函数的实用性。您想要的是一个可以处理任意大小的二维数组的函数。我知道实现此目的的最佳方法不是传递指向数组的指针，而是传递数组中第一个元素的地址 [1]，并将行数和列数作为单独的参数传递:

void foo(T *base, size_t rows, size_t cols) {...}
...
T arr[N][M];
foo (&arr[0][0], N, M);

所以你的 rand_grid 函数看起来像这样:

void rand_grid(char *base, size_t rows, size_t cols)
{
  size_t i, j;
  for (i = 0; i < rows; i++)
  {
    for (j = 0; j < cols; j++)
    {
      /**
       * Since base is a simple char *, we must index it
       * as though it points to a 1-d array.  This works if
       * base points to the first element of a 2-d array,
       * since multi-dimensional arrays are contiguous.  
       */
      base[i*cols+j] = initial_value();
    }
  }
}

int main(void)
{
  char A[WIDTH][HEIGHT];
  rand_grid(&A[0][0], WIDTH, HEIGHT);
  ...
}

---

1. 即使表达式 &A[0][0] 和 A 产生相同的值(A 的基地址)，但两个表达式的类型不同.第一个表达式的计算结果为指向 char (char *) 的简单指针，而第二个表达式的计算结果为指向 char 的二维数组 (char (*)[HEIGHT])。