在 C 中定义一个矩阵

Question

我开始学习C，并开始了一个新的论点：the matrices。 我看到你可以用两种不同的方式定义一个矩阵

方式 1

第一种使用下标运算符[]

const int N = 3, M = 4;
int matrix[N][M];

但是因为这样在函数中传递参数是困难的，因为 编译器在编译程序时必须知道矩阵的列数。所以你必须做一个只适用于具有n 列的矩阵的函数

int my_func( int matrix[][3], const int num_lines){...}

方式 2

第二种方式：使用数组数组

const int N = 3, M = 4;
int** m = (int**) calloc(N, sizeof(int*))
for (int i = 0; i < N; i++){
    m[i] = (int*) calloc(M, sizeof(int))
}

这样做，您可以轻松地将矩阵指针传递给函数并流畅地使用它，但唯一的问题是内存分配的效率和 价值观的回忆。

方式 3？

其实我认为可以有第三种方法，我想知道这样做是否正确

const int N = 3, M = 4;
int array[N*M];
for (int i=0; i<N; i++){
    for (int j = 0; j<M; j++){
        printf("%d%d: %d\n", i, j, array[ i * M + j ]);
    }
}

按照我的观点，这样做应该与我编写的第一种方式一样有效，但是您可以在函数中更流畅地使用它，因为您只需将行和列作为参数传递

int my_func( const int* matrix, const int num_lines, const int num_columns){...}

way 3 对吗？

Answer 1

way 3 对吗？

从内存管理系统来看，way 3更便宜，因为您没有像 way 2 那样的太多分配。但它也限制了您可以放置​​在堆栈上的最大矩阵大小。

如果您从 way 2 和 way 3 中汲取精华，您最终会得到类似的结果

typedef struct  {
    unsigned M;
    unsigned N;
    int *data;
} Matrix;

Matrix create_matrix(unsigned M, unsigned N) {
    Matrix matrix;
    matrix.M = M;
    matrix.N = N;
    matrix.data = (int*) calloc(M * N, sizeof(int));
    return matrix;
}

int* get_matrix_element(Matrix *matrix, unsigned m, unsigned n) {
    return matrix->data + m * matrix->N + n;
}

void delete_matrix(Matrix *matrix) {
    free(matrix->data);
}