c - 指向 3D 数组数据切片的 2D 指针数组

Question

我目前正在用 C 实现计算流体动力学算法。它已经适用于二维系统，现在我正在研究它来解决轴对称系统。

在模拟过程中，所有数据都存储在几个二维数组(对于二维模拟)和三维数组(对于轴对称模拟)中。

目前我有一个求解器函数来求解几个方程。

void solver(double ** data, Coefficients *coeff, Grid *grid)

地点:

数据

包含我想存储解方程的数组

这适用于二维系统。在做轴对称系统时，我想重新使用这个函数，而不必重写或更改它以采用 3d 数组，因为我只需要解决沿轴的一个切片。

为此，我正在考虑创建一个新的二维数组，其中包含指向 3 维数组的二维切片的所有指针。

我一直在尝试一些测试代码来尝试这个概念，但我无法让它产生有意义的输出。这是我到目前为止想出的:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>


double *** alloc_3d_matrix(int x_dim, int y_dim, int z_dim)
{
    int i, j;
    double *** m;
    m = calloc(x_dim, sizeof(double**));

    for (i = 0; i < x_dim; i++)
    {
        m[i] = calloc(y_dim, sizeof(double*));
        for (j = 0; j < y_dim; j++)
        {
            m[i][j] = calloc(z_dim, sizeof(double));
        }
    }

   return m;
}

double *** alloc_2d_matrix(int x_dim, int y_dim)
{
    int i;
    double *** m;
    m = calloc(x_dim, sizeof(double*));
    for (i = 0; i < y_dim; i++)
    {
        m[i] = calloc(y_dim, sizeof(double));
    }
    return m; 
}

void free_3d_matrix(void *** m, int x_dim, int y_dim)
{
    int i, j;
    for (i = 0; i < x_dim; i++)
    {
        for (j = 0; j < y_dim; j++)
        {
            free(m[i][j]);
        }
        free(m[i]);
    }
    free(m);
}

void free_2d_matrix(void ***m, int x_dim)
{
    int i;
    for (i = 0; i < x_dim; i++)
    {
        free(m[i]);
    }
    free(m);
}


void increment(double ** slice)
{
    int i, j;
    int sum = 0;
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {

        for (j = 0; j < 5; j++)
        {
            sum++;
            slice[i][j] = sum;
        }
    }
}


int main()
{
    int i, j;
    double *** d3, ***d2;
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "w");

    d2 = (double***)alloc_2d_matrix(5, 5);
    d3 = alloc_3d_matrix(5, 5, 5);

    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (j = 0; j < 5; j++)
        {
            d2[i][j] = &d3[i][j][0];
        }
    }

    increment(*d2);

    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (j = 0; j < 5; j++)
        {
            fprintf(fp,"%f, %p, %p\n", d3[i][j][0], &d3[i][j][0], d2[i][j]);
        }
    }

    fclose(fp);
    free_3d_matrix(d3, 5, 5);
    return 0;

}

我觉得这应该会产生如下所示的输出:

1.000000, 00E5A4B0, 00E5A4B0

2.000000, 00E5FCA8, 00E5FCA8

3.000000, 00E5FD00, 00E5FD00

4.000000, 00E5FBA0, 00E5FBA0

5.000000, 00E5F678, 00E5F678

etc.

相反，我得到了这样的输出:

1.000000, 00E5A4B0, 00E5A4B0

6.000000, 00E5FCA8, 00E5FCA8

11.000000, 00E5FD00, 00E5FD00

16.000000, 00E5FBA0, 00E5FBA0

21.000000, 00E5F678, 00E5F678

0.000000, 00E5FB48, 00E5FB48

0.000000, 00E5F728, 00E5F728

0.000000, 00E5F620, 00E5F620

0.000000, 00E5FD58, 00E5FD58

我不确定我的代码哪里出了问题，如果有任何帮助，我将不胜感激。

编辑:

添加了其余的功能。

Answer 1

在C语言中，多维数组在概念上是一个数组，其元素也是数组。所以如果你这样做:

整数数组[2][3]；从概念上讲，您最终会得到:

array[0] => [0, 1, 2]
array[1] => [0, 1, 2]

整数数组[2][3][2]；...会给你一个像这样的结构:

array[0] => [0] => [0, 1]
            [1] => [0, 1]
            [2] => [0, 1]
array[1] => [0] => [0, 1]
            [1] => [0, 1]
            [2] => [0, 1]

所以试试这个 d2[i][j] = &d3[0][i][j];而不是 d2[i][j] = &d3[i][j][0];

编辑----尝试 d2[i][j]=&d3[i][j][j];