如何处理在运行时确定类型的数组的声明和分配？

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何处理在运行时确定类型的数组的声明和分配？

【英文标题】：How to handle the declaration and allocation of an array whose type is determined at runtime?

【发布时间】：2012-08-19 19:16:49

【问题描述】：

假设我在磁盘上有五个二进制文件。这五个文件以二进制格式对数字序列进行编码，但它们都有不同的类型。假设它们是 SHORT INT、INT、LONG、FLOAT 和 DOUBLE。我们将让文件也存储不同数量的数字。

现在假设我有一个程序在执行时询问用户

输入您要加载的文件名：

并且用户可以选择这五个文件之一。我希望程序将这些文件加载​​到一个数组中，以便执行进一步的计算。

我们可以假设存在两个函数：一个返回一个整数值，该值对文件的类型（即，SHORT INT、INT、LONG、FLOAT 或 DOUBLE）进行编码（称为“getfiletype”），另一个返回文件中数字的数量（例如，1000、9338、8131、0 等）（称为“getfilesize”）。条目的实际数量可能是数十亿个数字。如果可能的话，在程序中，我想为包含用户选择的任何文件的值的数组（比如“数组”）使用相同的名称。这样我就可以拥有像

这样的块

N=getfilesize("pickedfile.dat");
for(i=0 ; i<N ; i++ ) 
    doublearray[i]==2.0*(double)array[i]+7.12;

可以转换数组。在这里，我引入了一个名为“doublearray”的新数组来保存转换后的值。然后，这个双精度数组要么以 DOUBLE 格式写入文件，要么在写入其他格式之前进行转换。

我该怎么做这种事情？完全糊涂了。

【问题讨论】：

C 是一种静态类型的语言，所以你不能在运行时声明 type。类型必须在编译时指定。你可以拥有的是一个 void 指针（@ 987654322@) 可以指向任何数据类型。当然，在执行所需的类型转换时需要小心。

您不能在 C 中动态更改数组的基本类型，它不是为此而设计的。基本上，您必须为要处理的每种类型编写一个函数。你可以帮助自己编写一个产生这 10 个不同函数的宏，但如果你是 C 初学者，这不是你应该做的。顺便说一句，你的代码 sn-p 已经有一个严重的缺陷。请仔细阅读。

【参考方案1】：

您的程序可以创建一个静态（或全局）void* 数组，该数组将由对 getfiletype() 或 getfilesize() 的最新调用填充。然后，您必须适当地转换它（正如您在示例中专门为 double 所做的那样）。假设您已经解决了文件数据方面的加载问题。

虽然这种方法在使用方面并不是很干净（依赖静态或全局会限制您执行不同对话的选择 - 特别是目前的情况，您必须确保以顺序方式操作）。

更简洁的 API 可能是这样的：

enum TypeEnum  SHORT_INT, INT, LONG, FLOAT, DOUBLE ;
void* getfiledata(char *filename, unsigned int *size, TypeEnum *type);
#define GET_DATA_AND_CAST(filename, array, array_size) \
    do  \
        TypeEnum type; \
        void* arr = getfiledata(filename, array_size, &type); \
        switch(type)  \
            case SHORT_INT: \
                array = (short*)arr; break; \
            case INT: \
                array = (int*)arr; break; \
            case LONG: \
                array = (long*)arr; break; \
            case FLOAT: \
                array = (float*)arr; break; \
            case DOUBLE: \
                array = (double*)arr; break; \
            default: \
                // ASSERT \
         \
     while(0)

然后你可以像这样使用它：

void process_doubles(void *array) 
    double to_conv[];
    unsigned int size;
    GET_DATA_AND_CAST("pickedfile.dat", to_conv, &size);

    for(i=0; i<size; ++i ) 
        doublearray[i] = 2.0 * to_conv[i] + 7.12;
    

恕我直言，C++ 会让这变得更好（因为您可以使用模板），但由于这个问题仅用 C 标记，我只是在 C 中呈现选项。

【参考方案2】：

您可以使用void * 指针来存储指向任何数据类型的指针。

int num_elements = getfilesize();
size_t element_size;
switch (getfiletype()) 
    case SHORT_INT: element_size = sizeof(short int); break;
    ...

void *array = malloc(num_elements * element_size);

...

void process_doubles(void *array) 
    for(i=0 ; i<getfilesize("pickedfile.dat") ; i++ ) 
    doublearray[i] = 2.0 * ((double *) array)[i] +7.12;

请注意，您需要在间接转换数组指针之前对其进行强制转换。