我有一个函数,我想把它作为一个参数,一个可变大小的二维数组。

到目前为止,我有这个:

void myFunction(double** myArray){
     myArray[x][y] = 5;
     etc...
}

我在代码的其他地方声明了一个数组:

double anArray[10][10];

然而,调用myFunction(anArray)会给我一个错误。

我不想在传入数组时复制它。在myFunction中所做的任何更改都应该改变anArray的状态。如果我理解正确,我只想传递一个指向2D数组的指针作为参数。该函数还需要接受不同大小的数组。比如[10][10][5][5]。我该怎么做呢?


当前回答

尽管表面上看,double**隐含的数据结构与固定c数组(double[][])的数据结构根本不兼容。 问题是这两种方法都是C(或c++)中处理数组的流行(尽管)被误导的方法。 参见https://www.fftw.org/fftw3_doc/Dynamic-Arrays-in-C_002dThe-Wrong-Way.html

如果你不能控制代码的任何一部分,你需要一个翻译层(这里称为adapt),解释在这里:https://c-faq.com/aryptr/dynmuldimary.html

您需要生成一个指针的辅助数组,指向c数组的每一行。

#include<algorithm>
#include<cassert>
#include<vector>

void myFunction(double** myArray) {
    myArray[2][3] = 5;
}

template<std::size_t N, std::size_t M>
auto adapt(double(&Carr2D)[N][M]) {
    std::array<double*, N> ret;
    std::transform(
        std::begin(Carr2D), std::end(Carr2D),
        ret.begin(),
        [](auto&& row) { return &row[0];}
    );
    return ret;
}

int main() {
    double anArray[10][10];

    myFunction( adapt(anArray).data() );

    assert(anArray[2][3] == 5);
}

(参见工作代码:https://godbolt.org/z/7M7KPzbWY)

如果它看起来像是一场灾难,那是因为,正如我所说,这两种数据结构从根本上是不兼容的。


如果可以控制代码的两端,那么现在最好使用现代(或半现代)数组库,比如Boost。MultiArray,提振。uBLAS,特征或多。 如果数组要小,你有“小”数组库,例如在Eigen内,或者如果你不能负担任何依赖,你可以尝试简单的std::array<std::array<double, N>, M>。

使用Multi,你可以简单地这样做:

#include<multi/array.hpp>

#include<cassert>

namespace multi = boost::multi;

template<class Array2D>
void myFunction(Array2D&& myArray) {
    myArray[2][3] = 5;
}

int main() {
    multi::array<double, 2> anArray({10, 10});

    myFunction(anArray);

    assert(anArray[2][3] == 5);
}

(工作代码:https://godbolt.org/z/7M7KPzbWY)

其他回答

[10]不是指向指针的指针,它是一个连续的内存块,适合存储100个double类型的值,编译器知道如何寻址,因为你指定了维度。您需要将它作为数组传递给函数。你可以省略初始维度的大小,如下所示:

void f(double p[][10]) {
}

但是,这将不允许您传递除10之外的最后一个维度的数组。

c++中最好的解决方案是使用std::vector<std::vector<double> >:它几乎同样高效,而且明显更方便。

如果你想将int的[2][3]传递给void func(int** pp),你需要以下辅助步骤。

int a[2][3];
int* p[2] = {a[0],a[1]};
int** pp = p;

func(pp);

由于第一个[2]可以隐式指定,因此可以进一步简化为。

int a[][3];
int* p[] = {a[0],a[1]};
int** pp = p;

func(pp);

你可以省略最左边的维度,所以你最终有两个选项:

void f1(double a[][2][3]) { ... }

void f2(double (*a)[2][3]) { ... }

double a[1][2][3];

f1(a); // ok
f2(a); // ok 

指针也是如此:

// compilation error: cannot convert ‘double (*)[2][3]’ to ‘double***’ 
// double ***p1 = a;

// compilation error: cannot convert ‘double (*)[2][3]’ to ‘double (**)[3]’
// double (**p2)[3] = a;

double (*p3)[2][3] = a; // ok

// compilation error: array of pointers != pointer to array
// double *p4[2][3] = a;

double (*p5)[3] = a[0]; // ok

double *p6 = a[0][1]; // ok

c++标准允许将N维数组衰减为指向N-1维数组的指针,因为您可以丢失最左边的维度,但仍然能够正确访问具有N-1维信息的数组元素。

详情在这里

但是,数组和指针是不一样的:数组可以衰减为指针,但是指针不携带关于它所指向的数据的大小/配置的状态。

char **是指向包含字符指针的内存块的指针,这些字符指针本身指向字符的内存块。char[][]是一个包含字符的内存块。这对编译器如何翻译代码以及最终的性能会产生影响。

#include <iostream>

/**
 * Prints out the elements of a 2D array row by row.
 *
 * @param arr The 2D array whose elements will be printed.
 */
template <typename T, size_t rows, size_t cols>
void Print2DArray(T (&arr)[rows][cols]) {
    std::cout << '\n';
    for (size_t row = 0; row < rows; row++) {
        for (size_t col = 0; col < cols; col++) {
            std::cout << arr[row][col] << ' ';
        }
        std::cout << '\n';
    }    
}

int main()
{
    int i[2][5] = { {0, 1, 2, 3, 4},
                    {5, 6, 7, 8, 9} };
    char c[3][9] = { {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I'},
                     {'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R'},
                     {'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z', '&'} };
    std::string s[4][4] = { {"Amelia", "Edward", "Israel", "Maddox"},
                            {"Brandi", "Fabian", "Jordan", "Norman"},
                            {"Carmen", "George", "Kelvin", "Oliver"},
                            {"Deanna", "Harvey", "Ludwig", "Philip"} };
    Print2DArray(i);
    Print2DArray(c);
    Print2DArray(s);
    std::cout <<'\n';
}

尽管表面上看,double**隐含的数据结构与固定c数组(double[][])的数据结构根本不兼容。 问题是这两种方法都是C(或c++)中处理数组的流行(尽管)被误导的方法。 参见https://www.fftw.org/fftw3_doc/Dynamic-Arrays-in-C_002dThe-Wrong-Way.html

如果你不能控制代码的任何一部分,你需要一个翻译层(这里称为adapt),解释在这里:https://c-faq.com/aryptr/dynmuldimary.html

您需要生成一个指针的辅助数组,指向c数组的每一行。

#include<algorithm>
#include<cassert>
#include<vector>

void myFunction(double** myArray) {
    myArray[2][3] = 5;
}

template<std::size_t N, std::size_t M>
auto adapt(double(&Carr2D)[N][M]) {
    std::array<double*, N> ret;
    std::transform(
        std::begin(Carr2D), std::end(Carr2D),
        ret.begin(),
        [](auto&& row) { return &row[0];}
    );
    return ret;
}

int main() {
    double anArray[10][10];

    myFunction( adapt(anArray).data() );

    assert(anArray[2][3] == 5);
}

(参见工作代码:https://godbolt.org/z/7M7KPzbWY)

如果它看起来像是一场灾难,那是因为,正如我所说,这两种数据结构从根本上是不兼容的。


如果可以控制代码的两端,那么现在最好使用现代(或半现代)数组库,比如Boost。MultiArray,提振。uBLAS,特征或多。 如果数组要小,你有“小”数组库,例如在Eigen内,或者如果你不能负担任何依赖,你可以尝试简单的std::array<std::array<double, N>, M>。

使用Multi,你可以简单地这样做:

#include<multi/array.hpp>

#include<cassert>

namespace multi = boost::multi;

template<class Array2D>
void myFunction(Array2D&& myArray) {
    myArray[2][3] = 5;
}

int main() {
    multi::array<double, 2> anArray({10, 10});

    myFunction(anArray);

    assert(anArray[2][3] == 5);
}

(工作代码:https://godbolt.org/z/7M7KPzbWY)