续写上一篇的数组or指针操作

Posted 2020-09-06 悄然拔尖

C语言，同样使用if else while 这样的语法，但不同的人，就是有不同的实现方式，甚至是技巧。

eg：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include<string.h>
 3 typedef _Bool bool;
 4 #define true 1
 5 #define false 0
 6 #define N 10
 7 bool identity_matrix(int matrix[][N])
 8 {
 9     int row, column;
10     for (row = 0; row < N; ++row)
11     {
12         for (column = 0; column < N; ++column)
13         {
14             /*如果row和column相等，它的值就为1，否则为0
15             这里还需要注意，正面不好找时，找反面，这在高中数学时就有体会了
16             如果我们要判断row和column相等的时候此时的数组值是否是1就需要判断
17             N次，而要是我们判断roe和column相等时，数组值不为1，即为0时，出现这样
18             的情况立即返回false显然更好
19             */
20             if ((row == column) != matrix[row][column])
21                 return false;
22         }
23     }
24     return true;
25 }
26 int main(void)
27 {
28     int matrix[10][10] = {
29             { 1,0,0,0,0,0,0,0,0,0 },
30             { 0,1,0,0,0,0,0,0,0,0 },
31             { 0,0,1,0,0,0,0,0,0,0 },
32             { 0,0,0,1,0,0,0,0,0,0 },
33             { 0,0,0,0,1,0,0,0,0,0 },
34             { 0,0,0,0,0,1,0,0,0,0 },
35             { 0,0,0,0,0,0,1,0,0,0 },
36             { 0,0,0,0,0,0,0,1,0,0 },
37             { 0,0,0,0,0,0,0,0,1,0 },
38             { 0,0,0,0,0,0,0,0,0,1 },
39     };
40     int ret = 0;
41     ret=identity_matrix(matrix);
42     if (ret == 1)
43     {
44         printf("单位矩阵.\\n");
45     }
46     else 
47     {
48         printf("非单位矩阵.\\n");
49     }
50     return 0;
51 }

上面红线处的if语句，是一个值得借鉴的表达式，这也是上一篇博客所说到的，这需要平时的积累，就算都是基本语法，但不同的人能用出不一样的花样。

这个代码还有一点不足，就是如果我把数组改成matrix[10][11]，其余什么也不改变，程序运行会失常（即误判，不信可以试试），作为一个专业的程序员，必须想到输入数据不符合规范的情况，我们当然知道单位矩阵必须row和column相同，但是我们设计的程序应该要能判断输入是否合法，并给予提示。在看改进代码之前，我们先得求出二维数组的维数，看下列代码：

eg1：

 1 int main(void)
 2 {
 3     int matrix[11][12] = {
 4             { 1,0,0,0,0,0,0,0,0,0 },
 5             { 0,1,0,0,0,0,0,0,0,0 },
 6             { 0,0,1,0,0,0,0,0,0,0 },
 7             { 0,0,0,1,0,0,0,0,0,0 },
 8             { 0,0,0,0,1,0,0,0,0,0 },
 9             { 0,0,0,0,0,1,0,0,0,0 },
10             { 0,0,0,0,0,0,1,0,0,0 },
11             { 0,0,0,0,0,0,0,1,0,0 },
12             { 0,0,0,0,0,0,0,0,1,0 },
13             { 0,0,0,0,0,0,0,0,0,1 },
14     };//只初始化了10*10的
15     int x, y;
16     y = sizeof(matrix[0]) / sizeof(int);//求得列数
17     x = sizeof(matrix) / sizeof(int) / y;//求得行数
18     printf("%d %d\\n", x, y);
19 }

这样是可以求出二维数组各个维数的，但是，再做更改如下：

eg2：

1 int identity_matrix(int matrix[][10])
2 {
3     int x, y;
4     y = sizeof(matrix[0]) / sizeof(int);//求得列数
5     x = sizeof(matrix) /sizeof(int)/y;//求得行数
6     printf("%d %d\\n", x, y);
7        。。。。。。
8       //下列代码省略  
9 }

将其放在函数中时，此时数组当参数，这样会失败，注意了，此时的sizeof（matrix）为4，是一个指针的大小（我的是在X86下，指针4字节，X64下，8个字节）。这里必须要知道，编译器对数组做的退化处理，处理成指针了，那么，怎么办呢？

 eg3:

 1 #include <stdio.h>
 2 #include<string.h>
 3 typedef _Bool bool;
 4 #define true 1
 5 #define false 0
 6 #define N 10
 7 bool identity_matrix(int (*matrix)[N])//二维数组退化后的形式
 8 {
 9         int row, column;
10         for (row = 0; row < N; ++row)
11         {
12             for (column = 0; column < N; ++column)
13             {
14                 if ((row == column) != matrix[row][column])
15                     return false;
16             }
17         }
18         return true;
19     
20 }
21 int main(void)
22 {
23     int matrix[12][12] = {
24             { 1,0,0,0,0,0,0,0,0,0 },
25             { 0,1,0,0,0,0,0,0,0,0 },
26             { 0,0,1,0,0,0,0,0,0,0 },
27             { 0,0,0,1,0,0,0,0,0,0 },
28             { 0,0,0,0,1,0,0,0,0,0 },
29             { 0,0,0,0,0,1,0,0,0,0 },
30             { 0,0,0,0,0,0,1,0,0,0 },
31             { 0,0,0,0,0,0,0,1,0,0 },
32             { 0,0,0,0,0,0,0,0,1,0 },
33             { 0,0,0,0,0,0,0,0,0,1 },
34     };
35     int x, y;
36     y = sizeof(matrix[0]) / sizeof(int);//求得列数
37     x = sizeof(matrix) / sizeof(int) / y;//求得行数
38     int ret = 0;
39     if (x == y)
40     {
41         ret = identity_matrix(matrix);
42         if (ret == 1)
43         {
44             printf("单位矩阵.\\n");
45         }
46         else 
47         {
48             printf("非单位矩阵.\\n");
49         }
50     }
51     else
52     {
53         printf("请给我行列相同的矩阵\\n");
54     }
55     return 0;
56 }

这样改进之后，行列不同时会提示并且不执行identity_matrix函数，如果定义的数组matrix的维数超过10，例如上面的12*12的，不管你是不是单位矩阵，都将显式非单位矩阵，因为我必须要确定数组的列数，这也算是一个小bug吧（为什么会失败？虽然我们定义的列数是10的形参，但是我们传递来的却是列数为12的实参，这和多维数组其实是由一维数组拼接而来有关系，形参取10列之后，实参的第11列当做形参的第二列 开始，这样将出现误判，结论就是，传递的实参列数大于形参，但是由于本质是一维指针传递来的，实参会依次全部传来，而不受形参列数的限制。一般实参和形参不一致，都是实参转化成形参类型，这里也不例外，但是由于是指针，传来的是实参的地址，根据这个地址，我们可以一直在有效内存中访问），但程序员应该确保实参和形参匹配，不过C99已经支持VLA（变长数组），可以将列数用参数传递，只是因为用的vs2015，这个编译器对c99支持不够，所以不再演示，gcc是完美支持的。

既然已经发现了作为成熟的应用程序的bug，那么我们就应该想办法解决啊，一个更成熟的代码如下：

 

 1 #include <stdio.h>
 2 #include<string.h>
 3 typedef _Bool bool;
 4 #define true 1
 5 #define false 0
 6 #define N 10
 7 #define Out_p(col) printf("我只能处理"#col"列的内容。\\n")
 8 bool identity_matrix(int (*matrix)[N])//二维数组退化后的形式
 9 {
10         int row, column;
11         for (row = 0; row < N; ++row)
12         {
13             for (column = 0; column < N; ++column)
14             {
15                 if ((row == column) != matrix[row][column])
16                     return false;
17             }
18         }
19         return true;
20     
21 }
22 int main(void)
23 {
24     int matrix111[11][11] = {
25         { 1,0,0,0,0,0,0,0,0,0 },
26         { 0,1,0,0,0,0,0,0,0,0 },
27         { 0,0,1,0,0,0,0,0,0,0 },
28         { 0,0,0,1,0,0,0,0,0,0 },
29         { 0,0,0,0,1,0,0,0,0,0 },
30         { 0,0,0,0,0,1,0,0,0,0 },
31         { 0,0,0,0,0,0,1,0,0,0 },
32         { 0,0,0,0,0,0,0,1,0,0 },
33         { 0,0,0,0,0,0,0,0,1,0 },
34         { 0,0,0,0,0,0,0,0,0,1 },
35         
36     };
37     int x, y;
38     y = sizeof(matrix111[0]) / sizeof(int);//求得列数
39     x = sizeof(matrix111) / sizeof(int) / y;//求得行数
40     int ret = 0;
41     if (x == y)
42     {
43         if (y == N)
44         {
45             ret = identity_matrix(matrix111);
46             if (ret == 1)
47             {
48                 printf("单位矩阵.\\n");
49             }
50             else
51             {
52                 printf("非单位矩阵.\\n");
53             }
54         }
55         else Out_p(N);
56     }
57     else
58     {
59         printf("请给我行列相同的矩阵\\n");
60     }
61     return 0;
62 }

 

这样要是输入的矩阵不符合要求，将出现提示信息。这样的程序，才能算基本合格。那么有没有办法在不支持c99的编译器下，完成identity_matrix函数的参数也可以随输入的不同而不同呢？当然也还是可以的，定义一个一维指针，虽然传递二维数组给这个一维指针，会报类型不符的警告，但是C语言中并没有二维数组，在内存中都是以一维的方式排列的，所以只要一个一维指针就可以做到，《c和指针》上正是用的这种方法。