如何通过线程将数组作为返回值传递？

Question

我正在开发一个函数，该函数创建一个线程并将斐波那契数列计算为某个用户输入的值。例如，如果用户输入5，则输出将是：0 1 1 2 3 5

但是，序列必须在创建的线程中计算，并且必须在线程退出后打印出结果。

我可以创建线程并计算序列，但我需要使用pthread_exit 和pthread_join 将数组fibSequence[] 传递回原始线程。我无法弄清楚语法，并且找不到任何人通过数组的示例。

到目前为止我所拥有的： 我创建了一个由新创建的线程调用的函数fib_runner()。斐波那契数列被创建并放入数组fibSequence[]。我需要将它传递回主函数。我是暂时打印出函数中的序列，但是应该在main中打印出来。

谢谢！

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

void* fib_runner(void* arg)
{
    int *limit_ptr = (int*) arg;
    int limit = *limit_ptr;
    int fibSequence[limit];

    int size = sizeof(fibSequence)/sizeof(fibSequence[0]);
    printf("Size: %d\n", size);

    fibSequence[0] = 0;
    fibSequence[1] = 1;

    for (int i = 2; i <= size; i++)
    {
        fibSequence[i] = fibSequence[i-1] + fibSequence[i-2];
    }

    for (int i = 0; i <= size; i++)
    {
        printf("%d ", fibSequence[i]);
    }
    pthread_exit(0);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int limit;
    printf("Enter Number: ");
    scanf("%d", &limit);

    pthread_t tid;
    pthread_attr_t attr;
    pthread_attr_init(&attr);

    pthread_create(&tid, &attr, fib_runner, &limit);
    pthread_join(tid, NULL);
}

Answer 1

目前，数组是一个局部变量，所以当函数退出时它会超出范围。您需要为它动态分配内存：

int *fibSequence = malloc(sizeof(int) * limit);

然后从函数中返回这个指针：

return fibSequence;

在您的main 函数中，您然后传递一个指针的地址以接收该值。然后就可以打印数组的内容了。完成后，一定要free它：

int *fibSequence;
pthread_join(tid, (void **)&fibSequence);

for (int i = 0; i < limit; i++)
{
    printf("%d ", fibSequence[i]);
}
free(fibSequence);

另外，您的线程函数中不需要size，因为它与limit 相同，而且您当前计算它的方式无论如何都行不通，因为您现在有一个指针而不是数组. fib_runner 中的循环限制也超过了数组的末尾。退出条件应该是i < size，而不是i <= size。

Answer 2

您必须将void * 的值传递给pthread_exit，即pthread_exit(( void * ) &fibSequence，一旦调用该函数，传入的值将填充pthread_join 的第二个参数，第二个参数将是一个指针指向一个指针void **，它将保存传递给pthred_exit的值

Answer 3

在一个进程中运行的所有线程共享相同的地址空间、文件描述符、堆栈和其他与进程相关的属性。

线程根据定义共享内存，除了堆栈和局部变量之外，它们不拥有任何东西；

如果你将fibSequence[limit]设为全局，那么所有线程都可以访问它。

您还可以在main 的堆栈上声明fibSequence[limit]，并将指向它的指针传递给您的线程。

要传递多个参数，将它们包装在一个结构中很方便。 以下解决方案采用：

struct arg_struct {
    int limit;
    int *ptrFib;
}args;

程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

struct arg_struct {
    int limit;
    int *ptrFib;
}args;

void* fib_runner(void* arg)
{
    struct arg_struct *a = (struct arg_struct *) arg;
    int size = a->limit;
    int * fibSequence = a->ptrFib;  

    fibSequence[0] = 0;
    fibSequence[1] = 1;

    for (int i = 2; i <= size; i++){
        fibSequence[i] = fibSequence[i-1] + fibSequence[i-2];
    }    
    pthread_exit(0);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int limit;
    printf("Enter Number: ");
    scanf("%d", &limit);
    int fibSequence[limit];

    struct arg_struct argF;
    argF.limit = limit;
    argF.ptrFib = fibSequence;

    pthread_t tid;
    pthread_attr_t attr;
    pthread_attr_init(&attr);

    pthread_create(&tid, &attr, fib_runner, &argF);
    pthread_join(tid, NULL);

    for (int i = 0; i <= limit; i++){
        printf("%d ", fibSequence[i]);
    }
}

输出：

Enter Number: 5                                                                                                                                                                                                                                                               
0 1 1 2 3 5 

使用全局变量argF 的解决方案当然是可行的，但不太优雅。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

struct arg_struct {
    int limit;
    int *ptrFib;
}args;

struct arg_struct argF;

void* fib_runner()
{
    int size = argF.limit;
    int * fibSequence = argF.ptrFib;

    fibSequence[0] = 0;
    fibSequence[1] = 1;

    for (int i = 2; i <= size; i++){
        fibSequence[i] = fibSequence[i-1] + fibSequence[i-2];
    }
    pthread_exit(0);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int limit;
    printf("Enter Number: ");
    scanf("%d", &limit);
    int fibSequence[limit];

    argF.limit = limit;
    argF.ptrFib = fibSequence;

    pthread_t tid;
    pthread_attr_t attr;
    pthread_attr_init(&attr);

    pthread_create(&tid, &attr, fib_runner, NULL);
    pthread_join(tid, NULL);

    for (int i = 0; i <= limit; i++){
        printf("%d ", fibSequence[i]);
    }
}