指向 3D 数组中数据切片的 2D 指针数组

Question

我目前正在用 C 语言实现计算流体动力学算法。它已经适用于二维系统，现在我正致力于解决轴对称系统。

在模拟过程中，所有数据都存储在几个二维数组（用于二维模拟）和 3 维数组（用于轴对称数组）中。

目前我有一个求解器函数来求解几个方程。

void solver(double ** data, Coefficients *coeff, Grid *grid)

地点：

data

包含我想在其中存储求解方程的数组

这适用于 2d 系统。在做轴对称系统时，我想重新使用这个函数，而不必重新编写或更改它以获取 3d 数组，因为我只需要沿轴求解一个切片。

为此，我正在考虑创建一个新的二维数组，其中包含指向 3 维数组的 2 维切片的所有指针。

我一直在使用一些测试代码来尝试这个概念，但我无法让它产生有意义的输出。到目前为止，这是我想出的：

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


double *** alloc_3d_matrix(int x_dim, int y_dim, int z_dim)
{
    int i, j;
    double *** m;
    m = calloc(x_dim, sizeof(double**));

    for (i = 0; i < x_dim; i++)
    {
        m[i] = calloc(y_dim, sizeof(double*));
        for (j = 0; j < y_dim; j++)
        {
            m[i][j] = calloc(z_dim, sizeof(double));
        }
    }

   return m;
}

double *** alloc_2d_matrix(int x_dim, int y_dim)
{
    int i;
    double *** m;
    m = calloc(x_dim, sizeof(double*));
    for (i = 0; i < y_dim; i++)
    {
        m[i] = calloc(y_dim, sizeof(double));
    }
    return m; 
}

void free_3d_matrix(void *** m, int x_dim, int y_dim)
{
    int i, j;
    for (i = 0; i < x_dim; i++)
    {
        for (j = 0; j < y_dim; j++)
        {
            free(m[i][j]);
        }
        free(m[i]);
    }
    free(m);
}

void free_2d_matrix(void ***m, int x_dim)
{
    int i;
    for (i = 0; i < x_dim; i++)
    {
        free(m[i]);
    }
    free(m);
}


void increment(double ** slice)
{
    int i, j;
    int sum = 0;
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {

        for (j = 0; j < 5; j++)
        {
            sum++;
            slice[i][j] = sum;
        }
    }
}


int main()
{
    int i, j;
    double *** d3, ***d2;
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "w");

    d2 = (double***)alloc_2d_matrix(5, 5);
    d3 = alloc_3d_matrix(5, 5, 5);

    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (j = 0; j < 5; j++)
        {
            d2[i][j] = &d3[i][j][0];
        }
    }

    increment(*d2);

    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (j = 0; j < 5; j++)
        {
            fprintf(fp,"%f, %p, %p\n", d3[i][j][0], &d3[i][j][0], d2[i][j]);
        }
    }

    fclose(fp);
    free_3d_matrix(d3, 5, 5);
    return 0;

}

我觉得这应该产生如下所示的输出：

1.000000, 00E5A4B0, 00E5A4B0

2.000000, 00E5FCA8, 00E5FCA8

3.000000, 00E5FD00, 00E5FD00

4.000000, 00E5FBA0, 00E5FBA0

5.000000, 00E5F678, 00E5F678

等等

相反，我得到了这样的输出：

1.000000, 00E5A4B0, 00E5A4B0

6.000000, 00E5FCA8, 00E5FCA8

11.000000, 00E5FD00, 00E5FD00

16.000000, 00E5FBA0, 00E5FBA0

21.000000, 00E5F678, 00E5F678

0.000000, 00E5FB48, 00E5FB48

0.000000, 00E5F728, 00E5F728

0.000000, 00E5F620, 00E5F620

0.000000, 00E5FD58, 00E5FD58

我不确定我的代码哪里出了问题，如果有任何帮助，我将不胜感激。

编辑：

添加了其余的功能。

Answer 1

在 C 中，多维数组在概念上是一个数组，其元素也是数组。所以如果你这样做：

int 数组[2][3]; 从概念上讲，您最终会得到：

array[0] => [0, 1, 2]
array[1] => [0, 1, 2]

int 数组[2][3][2]; ...会给你一个类似的结构：

array[0] => [0] => [0, 1]
            [1] => [0, 1]
            [2] => [0, 1]
array[1] => [0] => [0, 1]
            [1] => [0, 1]
            [2] => [0, 1]

所以试试这个 d2[i][j] = &d3[0][i][j];而不是 d2[i][j] = &d3[i][j][0];

编辑---- 试试 d2[i][j]=&d3[i][j][j];