在 C 中交换一维数组的列/行

Question

尝试在一维数组中创建两个矩阵函数（一个用于交换列，一个用于交换行）。显然，它们在结构上是相似的。

void col_swap(int a[], int col1, int col2, int colSize, int rowSize) {
  int d[size];
  int space = col2 - col1;
  for (int i = 0; i < rowSize; i++) {
    for (int j = 0; j < colSize; j++) {
      if (i == (col1 - 1) || i == (j * (col1-1))) {
        d[i+space] = a[i];
      } else if (i == (col2 - 1) || i == (j * (col2-1))) {
        d[i-space] = a[i];
      } else {
        d[i] = a[i];
      }
    }
    printf("%d  ", d[i]);
      if ((i+1) % colSize == 0) {
          printf("\n");
      }
  }
}

是的，矩阵必须是一维数组。这也不能完全发挥作用。

编辑：COL1 和 COL2 分别不是“矩阵的第一列”和“矩阵的第二列”。它们是我们想要切换的矩阵的任意两列。

void row_swap(int a[], int row1, int row2, int rowSize, int colSize) {
  for (int i = 0; i < colSize; i++) {
    int temp = a[i*rowSize+row1];
    a[i*rowSize+row1] = a[i*rowSize+row2];
    a[i*rowSize+row2] = temp;
  }
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    if (i % colSize == 0) {
      printf("\n");
    }
    printf("%d ", a[i]);
  }
}

我有上面的 row_swap 函数，但是当我给它一个矩阵时

1, 4,
2, 3,
3, 2,
4, 1

返回

1, 3
2, 4
3, 1
4, 2

Answer 1

这比你想象的要容易得多。

所以你想交换col1 和col2，这里的矩阵有rowsize 的行数和colsize 的列数。

void col_swap(int a[], int col1, int col2, int colSize, int rowSize) {
  for(int i=0;i<rowSize;i++){
    int t=a[i*colSize+col1];
    a[i*colSize+col1]=a[i*colSize+col2];
    a[i*colSize+col2]=t; 
  }
}

想想这里有什么不同。我们刚刚计算清楚了该位置的逻辑。然后一切都与标准交换相同。

更结构上你可以这样做：-

void swap(int *a,int*b)
{
    int t=*a;
    *a=*b;
    *b=t;
}
void col_swap(int a[], int col1, int col2, int colSize, int rowSize) {
  for(int i=0;i<rowSize;i++){
    swap(&a[i*colSize+col1],&a[i*colSize+col2]); 
  }
}

行交换将是相同的。如果将行视为列，则类似于列交换，反之亦然。

其次，您为什么要通过使用一维数组中的二维数组来使事情复杂化？

这很难在生产级代码或更具体的软件中使用。为什么不使用二维数组本身？您应该使用它而不是这样做。

---

方法是什么？

阅读问题后，我只是用纸来了解我想要做什么以及它如何从二维数组映射到一维数组。这有助于很多时间。然后首先对第一个解决方案进行编码。我可以看到我也可以在 Row 交换的情况下重用交换部分。所以我把它拿出来放在另一个函数swap。

示例输入输出示例：

int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
    col_swap(a,1,2,3,4);

// 1 2 3 
// 4 5 6 
// 7 8 9 
// 10 11 12

// 1 3 2 
// 4 6 5 
// 7 9 8 
// 10 12 11

再次考虑：

col_swap(a,0,2,3,4); 在同一个数组上会导致

// 3 2 1
// 6 5 4
// 9 8 7
// 12 11 10

我在代码中使用了 0 索引。因此，在提供输入列时要小心。

另外一个功能是：-

void row_swap(int a[], int row1, int row2, int colSize, int rowSize) {
  for(int i=0;i<colSize;i++){
    swap(&a[colSize*row1+i],&a[row2*colSize+i]); 
  }
}

Answer 2

如果您使用的是 C99，则指向 Variable Length Arrays 的指针可以使索引更容易：

void col_swap(int a[], int col1, int col2, int colSize, int rowSize)
{
    // Cast 'a' to a pointer to a variable length array of size 'colSize'
    int (*a2d_matrix)[colSize] = (int (*)[colSize])a;

    // Now we can index into a (through a2d_matrix) as if it really is
    // a 2 dimensional matrix
    for(int r = 0; r < rowSize; r++)
    {
        int temp = a2d_matrix[r][col1];
        a2d_matrix[r][col1] = a2d_matrix[r][col2];
        a2d_matrix[r][col2] = temp; 
    }
}

我经常使用这种方法。请注意，这可能适用于 C11 及更高版本，但可变长度数组在 C11 标准中是可选的。因此，请检查您的编译器对可选 C11 功能的支持。据我所知，所有主要供应商都支持 C11 中的 VLA。