对于二维矩阵，它在 C++11 中是不是与 C11 中的函数相似？

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【中文标题】对于二维矩阵，它在 C++11 中是不是与 C11 中的函数相似？【英文标题】：Is it a similar function in C++11 as in C11 for the twodimensional matrix?对于二维矩阵，它在 C++11 中是否与 C11 中的函数相似？ 【发布时间】：2015-02-11 22:58:15 【问题描述】：

我注意到在 gcc C11 中，您可以将任何矩阵传递给函数fn(int row, int col, int array[row][col])。如何将我在 C11 中放置的（在另一个 *** 答案的链接中）程序转换为 C++11 中的程序？

C - allocating a matrix in a function

如您所见，我可以将 C11 中的静态和动态分配数组传递给函数。在 C++11 中可以吗？

我已经根据不同的***答案制作了一个示例程序，但是所有函数都适用于array1，并且它们都不适用于array2，其中double array1[ROW][COL] = 和auto array2 = new double[ROW][COL]()？

如何像在 C11 fn(int row, int col, int array[row][col]) 中一样为两个数组创建一个函数？

#include <iostream>
#include <utility>
#include <type_traits>
#include <typeinfo>
#include <cxxabi.h>
using namespace std;

const int ROW=2;
const int COL=2;

template <size_t row, size_t col>
void process_2d_array_template(double (&array)[row][col])

    cout << __func__ << endl;
    for (size_t i = 0; i < row; ++i)
    
        cout << i << ": ";
        for (size_t j = 0; j < col; ++j)
            cout << array[i][j] << '\t';
        cout << endl;
    


void process_2d_array_pointer(double (*array)[ROW][COL])

    cout << __func__ << endl;
    for (size_t i = 0; i < ROW; ++i)
    
        cout << i << ": ";
        for (size_t j = 0; j < COL; ++j)
            cout << (*array)[i][j] << '\t';
        cout << endl;
    


// int array[][10] is just fancy notation for the same thing
void process_2d_array(double (*array)[COL], size_t row)

    cout << __func__ << endl;
    for (size_t i = 0; i < row; ++i)
    
        cout << i << ": ";
        for (size_t j = 0; j < COL; ++j)
            cout << array[i][j] << '\t';
        cout << endl;
    


// int *array[10] is just fancy notation for the same thing
void process_pointer_2_pointer(double **array, size_t row, size_t col)

    cout << __func__ << endl;
    for (size_t i = 0; i < row; ++i)
    
        cout << i << ": ";
        for (size_t j = 0; j < col; ++j)
            cout << array[i][j] << '\t';
        cout << endl;
    


int main()

    double array1[ROW][COL] =    ;
    process_2d_array_template(array1);
    process_2d_array_pointer(&array1);    // <-- notice the unusual usage of addressof (&) operator on an array
    process_2d_array(array1, ROW);
    // works since a's first dimension decays into a pointer thereby becoming int (*)[COL]

    double *b[ROW];  // surrogate
    for (size_t i = 0; i < ROW; ++i)
    
        b[i] = array1[i];
    
    process_pointer_2_pointer(b, ROW, COL);


    // allocate (with initialization by parentheses () )
    auto array2 = new double[ROW][COL]();

    // pollute the memory
    array2[0][0] = 2;
    array2[1][0] = 3;
    array2[0][1] = 4;
    array2[1][1] = 5;

    // show the memory is initialized
    for(int r = 0; r < ROW; r++)
    
        for(int c = 0; c < COL; c++)
            cout << array2[r][c] << " ";
        cout << endl;
    

    //process_2d_array_pointer(array2);
    //process_pointer_2_pointer(array2,2,2);

    int info;
    cout << abi::__cxa_demangle(typeid(array1).name(),0,0,&info) << endl;
    cout << abi::__cxa_demangle(typeid(array2).name(),0,0,&info) << endl;

    return 0;

【问题讨论】：

为什么不直接传递 vector&lt;vector&lt;double&gt;&gt;&amp; 之类的东西？ 我知道这个模板解决方案。但是如果我的程序中有这两个数组，我想知道正确的答案。是否可以将这两个数组传递给同一个函数？ @42n4 - 为什么你需要为这样一个看似简单的问题发布所有这些代码？调用几个虚拟函数的 5 行 main() 函数是否足以传达您的观点？ 这些函数是为array1制作的，但是如何让它们为array2工作？这些数组有不同的类型：double [2][2]、double (*) [2]。在 C11 中，可以将它们传递给相同的函数。在 C++11 中可以吗？ 【参考方案1】：

您在 C11 中使用的功能是在 C99 中引入的，专门设计用于高效、轻松地处理多维数组。

当涉及到（多维）数组时，虽然 C++ 与 C 共享基本语法，但数组类型在 C++ 中的功能明显不那么强大：在 C++ 中，数组类型的大小需要是编译时常量。以下是几个例子：

void foo(int a, int b) 
    int foo[2][3];     //legal C++, 2 and 3 are constant
    int bar[a][3];     //Not C++, proposed for C++17: first dimension of an array may be variable
    int baz[a][b];     //Not C++, legal in C99

    int (*fooPtr)[2][3];    //legal C++
    int (*barPtr)[a][3];    //Not C++, legal in C99
    int (*bazPtr)[a][b];    //Not C++, legal in C99

    typedef int (*fooType)[2][3];    //legal C++
    typedef int (*barType)[a][3];    //Not C++, legal in C99
    typedef int (*bazType)[a][b];    //Not C++, legal in C99

    int (*dynamicFoo)[3] = new int[2][3];    //legal C++
    int (*dynamicBar)[3] = new int[a][3];    //legal C++
    int (*dynamicBar)[b] = new int[a][b];    //Not C++

如您所见，在 C 语言中几乎所有可能的动态大小数组在 C++ 中都是不可能的。即使是为下一个 C++ 标准提出的 VLA 扩展也没有多大帮助：它仅限于数组的第一维。

在 C++ 中，您必须使用 std::vector&lt;&gt; 来实现使用 C99 可变长度数组可以实现的功能。后果自负：

std::vector&lt;std::vector&lt;&gt; &gt; 中的数据在内存中不连续。您的缓存可能不这样。

std::vector&lt;std::vector&lt;&gt; &gt; 不能保证所有线阵列都具有相同的长度。这可能有用，也可能很痛苦，具体取决于您的用例。

如果您有指向 std::vector&lt;std::vector&lt;&gt; &gt; 中元素的迭代器，则无法将其推进到下一行中的相应元素。

【讨论】：

【参考方案2】：

C++ does not have VLA。它是为 C++17 提出的，但还有很多工作要做，因为它对类型系统进行了相当大的改变，而且无论如何在 C++ 中不鼓励使用 C 样式的数组。

正如您所发现的，您可以在编译时知道大小的情况下使用模板。如果在编译时不知道大小，那么最好的办法是使用封装在一个类中的一维vector，以便以您想要的方式访问它。

vectors的vector当然也是可以的；描述了一个锯齿状数组。您是否更喜欢单个大内存块取决于各种因素（编码的复杂性、运行时速度/内存使用考虑等）。

【讨论】：

感谢这个 C VLA *** 链接！

以上是关于对于二维矩阵，它在 C++11 中是不是与 C11 中的函数相似？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

为啥 C11 或 C++11 中没有 ASCII 或 UTF-8 字符文字？

矩阵的乘法运算怎么算？

C11简洁之道：模板改进

Linux 之父终于被劝动：用了 30 年的 Linux 内核 C 语言将升级至 C11

C11简洁之道：类型推导

GNU C编译器的gnu11和c11