在 C 中交换 2 个数组

Question

我需要在一个函数中交换 2 个数组的值。问题是我可以改变主要的任何东西，只是函数本身。它应该接收 2 个整数数组，并交换它们。问题是，我不知道数组的大小，而且据我所知，它们甚至可以有不同的大小。试试这段代码：

    int main()
{
    int size = 4;  //Please notice that I'm using this only to print the array
    int a[] = {1,2,3,4};
    int b[] = {5,6,7,8};
    printArr(a,"a",size);
    printArr(b,"b",size);
    swapArray(a,b);
    printf("Swapped:\n");
    printArr(a,"a",size);
    printArr(b,"b",size);
}

还有这个功能：

 void swapArray(int **a,int **b)
{
    int *p = *a;
    *a = *b;
    *b = p;
}

而 printArr 只是打印数组：

void printArr(int arr[],char name[],int size)
{
    printf("%s:\t",name);
    for(int i=0;i<size;i++){
        printf("%d\t",arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

我得到了一个非常奇怪的结果：

a:   1    2    3   4
b:   5    6    7   8
Swapped:
a:   5    6    3   4
b:   1    2    7   8

我想了解它发生的原因，而不仅仅是一个可行的解决方案。 谢谢你:)

Answer 1

在本次通话中

swapArray(a,b);

参数表达式的类型为int *，而函数参数的类型为int **。没有从 int * 类型到 int ** 类型的隐式转换。所以编译器会发出诊断信息。

在任何情况下，实现的交换功能都没有意义。你的程序有未定义的行为，至少因为它试图交换指针而不是数组本身。

考虑到数组不是指针，尽管在极少数例外的表达式中，它们确实被隐式转换为指向其第一个元素的指针。

要交换两个数组的元素，您必须分别交换每对元素。 你必须提供数组中元素的数量。否则数组需要有一个标记值。

这是一个演示程序，展示了如何定义函数 swap。

#include <stdio.h>

void printArr( const int a[], size_t n, const char *s )
{
    printf( "%s:\t", s );

    for ( size_t i = 0; i < n; i++ )
    {
        printf( "%d ", a[i] );
    }
    putchar( '\n' );
}

void swapArray( int *a, int *b, size_t n )
{
    for ( size_t i = 0; i < n; i++ )
    {
        int tmp = a[i];
        a[i] = b[i];
        b[i] = tmp;
    }
}

int main(void) 
{
    enum { N = 4 };
    int a[N] = { 1, 2, 3, 4 };
    int b[N] = { 5, 6, 7, 8 };

    printArr( a, N, "a" );
    printArr( b, N, "b" );
    putchar( '\n' );

    swapArray( a, b, N );


    printArr( a, N, "a" );
    printArr( b, N, "b" );
    putchar( '\n' );

    return 0;
}

它的输出是

a:  1 2 3 4 
b:  5 6 7 8 

a:  5 6 7 8 
b:  1 2 3 4 

您可以使用指针交换原始数组的视觉表示。但在这种情况下，数组本身不会被交换。

考虑以下程序。

#include <stdio.h>

void printArr( const int a[], size_t n, const char *s )
{
    printf( "%s:\t", s );

    for ( size_t i = 0; i < n; i++ )
    {
        printf( "%d ", a[i] );
    }
    putchar( '\n' );
}

void swapArray( int **a, int **b )
{
    int *tmp = *a;
    *a = *b;
    *b = tmp;
}

int main(void) 
{
    enum { N = 4 };
    int a[N] = { 1, 2, 3, 4 };
    int b[N] = { 5, 6, 7, 8 };

    printArr( a, N, "a" );
    printArr( b, N, "b" );
    putchar( '\n' );

    int *pa = a;
    int *pb = b;

    swapArray( &pa, &pb );

    printArr( pa, N, "pa" );
    printArr( pb, N, "pb" );
    putchar( '\n' );

    printArr( a, N, "a" );
    printArr( b, N, "b" );
    putchar( '\n' );

    return 0;
}

它的输出是

a:  1 2 3 4 
b:  5 6 7 8 

pa: 5 6 7 8 
pb: 1 2 3 4 

a:  1 2 3 4 
b:  5 6 7 8 

如您所见，数组没有交换。然而，指向数组第一个元素的指针被交换了。使用指针可以模拟数组的交换。

相对于 C C++ 有一个模板函数std::swap 用于数组，确实可以像这样简单地调用

std::swap( a, b );

Answer 2

我猜在你的平台上指针的大小是 64 位的，而 in 的大小是 32 位的。

调用swapArray 时，编译器会隐式地将int 的数组重新解释为指针数组。 （这些是指向int 的指针，但这在这里无关紧要）。 swapArray 然后只是交换这些指针数组的第一个元素。

幸运的是，您原来的 int 数组足够大，因此不会发生非法访问。

由于指针是 64 位，因此对应两个 int，它们被交换。

Answer 3

在 C 中，数组不是可以交换的单一“事物”。您需要逐个元素地交换它。

您可以一次性交换这些数组“事物”的唯一情况是它们是指向数组的指针。

int *a = malloc(n*sizeof(int));
int *b = malloc(n*sizeof(int));
int *tmp;
tmp=a; a=b; b=tmp;