C语言 如何将简单指针转换为固定大小的多维数组?

6za6bjd0  于 11个月前  发布在  其他
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我有一个函数,它接受一个指向浮点数组的指针。基于其他条件,我知道指针实际上指向一个2x2或3x3的矩阵。(实际上内存最初是这样分配的,例如float M[2][2])重要的是我想在函数体中做出这个决定,而不是作为函数参数。

void calcMatrix( int face, float * matrixReturnAsArray )
{
    // Here, I would much rather work in natural matrix notation
    if( is2x2 )
    {
        // ### cast matrixReturnAsArray to somethingAsMatrix[2][2]
        somethingAsMatrix[0][1] = 2.002;
        // etc..
    }
    else if(is3x3)
    { //etc...
    }

}

字符串
我知道我可以使用模板和其他技术来更好地解决这个问题。我的问题是如何在#注解中进行这样的转换。在C++中工作。

ht4b089n

ht4b089n1#

float (*somethingAsMatrix)[2] = (float (*)[2]) matrixReturnAsArray;

字符串

z5btuh9x

z5btuh9x2#

float *可以指向浮点数组的第一个元素,并且应该是reinterpret_castable到该数组类型。该转换的结果可以指向float [][]的第一个元素,因此应该是reinterpret_castable到该类型,等等。您应该能够组合这样的转换,然后直接执行

float (&arr)[2][2] = *reinterpret_cast<float (*)[2][2]>(matrixReturnAsArray);

字符串
float **类型的参数是不一样的,不应该这样使用。
为了避免未定义的行为,指针必须来自实际的多维数组,如果直接使用float*,则只能访问多维矩阵的第一行。

void foo(float *f) {
    f[3] = 10.;

    float (&arr)[2][2] = *reinterpret_cast<float (*)[2][2]>(f);
    arr[1][1] = 10.;
}

void main() {
    float a[2][2];
    foo(&a[0][0]); // f[3] = 10.; is undefined behavior, arr[1][1] = 10. is well defined

    float b[4];
    foo(&b[0]); // f[3] = 10.; is well-defined behavior, arr[1][1] = 10. is undefined
}


给定float arr[2][2];,没有什么能保证&arr[0][1] + 1&arr[1][0]相同,就我所能确定的而言。所以尽管你可以通过执行f[i*width + j]来将一维数组用作多维数组,但你不能将多维数组视为一维数组。
最好使用C++的编译时类型安全,而不是仅仅依赖于不意外地传递错误的东西或执行错误的reinterpret_cast。为了使用raw-arrays获得类型安全,你应该使用对你想要的raw数组类型的引用:

void foo(float (&f)[2][2]) {}
void foo(float (&f)[3][3]) {}


如果你想通过值传递数组,你不能使用原始数组,而应该使用像std::array这样的东西:

void foo(std::array<std::array<float,2>,2> f) {}
void foo(std::array<std::array<float,3>,3> f) {}

svdrlsy4

svdrlsy43#

这种类型的类型转换总是更干净,更容易处理,并明智地使用typedef:

typedef float Matrix_t[2][2];

Matrix_t* someThingAsMatrix = (Matrix_t*) matrixReturnAsArray;

字符串
如果这是C++而不是C,你应该创建一个矩阵类(或者更好的是,寻找一个开源类)。

pobjuy32

pobjuy324#

如果我是对的:

typedef float Matrix_t[2][2];  
Matrix_t &matrix = *(Matrix_t *)matrixReturnAsArray;

字符串

float (&matrix2)[2][2] = *(float ( *)[2][2])matrixReturnAsArray;


在C语言中,只有指针的方式

Matrix_t *someThingAsMatrix = (Matrix_t *)matrixReturnAsArray;


并通过以下方式访问:

(*someThingAsMatrix)[1][0] = ...

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