将一维数组视为用于排序的二维数组

Question

假设我有一个由100个元素组成的一维数组。有没有一种方法可以把这个数组当作一个10x10的二维数组，这样我就可以对它进行多参数排序。我真的不想将原始数组的内容存储到新的多维数组中，我只想要一种方法来操作一维数组，就好像它是二维的一样。

Answer 1

嗯，是的，你可以，但这不是一般推荐的。无论您使用的是一维阵列还是二维阵列，您只需使用X数量的存储即可。你可以随心所欲地使用那块内存。当需要在该块中存储“数组的数组”时，您可以通过将块声明为2D数组来获得便利，但没有强制要求您必须这样做。

例如，以您的100个元素为例，如果您的一维数组包含100个元素，并且您希望在数组中存储10个元素，那么您将只需手动索引提供倍数10 * sizeof(type)的子数组，这正是指针算法为您做的事情。实际上，您将在一维数组中寻址，就好像您声明了一个指向total/n元素数组的指针，然后为其中的n元素分配了指针。(例如，如果您要将100个字符的存储划分为10个字符串，则为char (*s)[10]; )

以一个100个字符的数组为例，您希望使用它来存储和排序10-10个字符字符串(9-char +nul结尾字符)。您可以简单地声明char s[100] = "";，然后将字符串存储在s + n * 10的偏移量处。要对数组进行排序，您可以使用自己的排序，或者只使用qsort通过提供适当的比较函数来对元素进行排序。以下代码就是这样做的：

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

#define NROW 10
#define NCOL NROW

/* qsort - string comparison */
int cmpstrings (const void *a, const void *b) {
    return strcmp ((char * )a, (char *)b);
}

int main (void) {

    char s[NROW * NCOL] = "";       /* 1D array 100 chars */

    strcpy (s, "my");               /* fill with 10 strings */
    strcpy (s + NROW, "dog");
    strcpy (s + NROW * 2, "has");
    strcpy (s + NROW * 3, "fleas");
    strcpy (s + NROW * 4, "but");
    strcpy (s + NROW * 5, "the");
    strcpy (s + NROW * 6, "cat");
    strcpy (s + NROW * 7, "doesn't");
    strcpy (s + NROW * 8, "have");
    strcpy (s + NROW * 9, "any");

    printf ("unsorted:\n");
    for (int i = 0; i < NROW; i++)
        printf ("  s[%2d] : %s\n", i, &s[i*NCOL]);

    qsort (s, NCOL, NROW, cmpstrings);  /* qsort strings */

    printf ("\nsorted:\n");
    for (int i = 0; i < NROW; i++)
        printf ("  s[%2d] : %s\n", i, &s[i*NCOL]);

}

(注意:使用 strcpy只是为了方便加载数组中的单个字符串。您可以使用在初始化器中指定的100个字符轻松地初始化数组)

例如，您可以使用下面的初始化器并完全消除对strcpy的调用--只是稍微乏味一点……

    /* initialize 100-char array with 10 sub-arrays of strings */
    char s[] = "my\0       dog\0      has\0      fleas\0    but\0      "
               "the\0      cat\0      doesn't\0  have\0     any\0      "; 

示例使用/输出

$ ./bin/array1dstrings
unsorted:
  s[ 0] : my
  s[ 1] : dog
  s[ 2] : has
  s[ 3] : fleas
  s[ 4] : but
  s[ 5] : the
  s[ 6] : cat
  s[ 7] : doesn't
  s[ 8] : have
  s[ 9] : any

sorted:
  s[ 0] : any
  s[ 1] : but
  s[ 2] : cat
  s[ 3] : doesn't
  s[ 4] : dog
  s[ 5] : fleas
  s[ 6] : has
  s[ 7] : have
  s[ 8] : my
  s[ 9] : the

只要您不试图访问有效内存块之外的内存，C就不会对您如何使用内存块施加任何限制。这取决于您是否使用能够实现这一点的寻址方案。2D阵列提供了一种方便方法，可以避免您自己提出寻址方案。

Answer 2

关于这是否是严格合法的C11还存在一些争议，但像下面这样的代码是相当常见的：

#include <stdio.h> 

int a1[100]; 
int (*a2)[10] = (int (*)[10])a1; 

int main(int argc, char *argv[]) { 
        for (int i = 0; i < 100; i += 1) a1[i] = i + 1; 

        for (int i = 0; i < 10; i += 1) { 
                for (int j = 0; j < 10; j += 1) { 
                        printf("%2d ", a2[i][j]); 
                } 
                printf("\n"); 
        } 
} 

您可以使其严格遵守，但不太方便，方法是将a2替换为：

#define a2(x,y) a1[10*(x)+(y)]

然后用a2(x,y)替换a2[x][y]。或者使用函数，但这会耗费您的函数调用开销(或者创建一个inline函数)。