编辑：代码已根据其中一个答案进行了更新，但仍然存在同样的问题。
我最近在C中遇到了多维数组的问题并将它们作为参数传递。我使用一组指针来模拟多维数组。数组中的每个指针指向另一个包含行中值的数组。
我为矩阵创建了一个结构，其中包含指针数组以及行数和列数。指针数组实际上只是指向指针的指针。我发现你可以使用非void数据类型的任何指针，并像数组一样使用它
主C文件非常基本，只是几个函数调用。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "matrix.h"
int main() {
float myData[] = {1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f, 5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f, 9.0f};
puts("going to create matrix");
matrix myMatrix = createMatrix(3, 3, myData);
puts("matrix created");
printf("Pointer to array of pointers:\n%p\n", myMatrix.data);
puts("Pointers to rows:");
int i;
for(i = 0; i < myMatrix.rows; i++) {
printf("%p\n", myMatrix.data[i]);
}
puts("going to print matrix");
printMatrix(myMatrix);
puts("printed matrix");
return 0;
}
实际的矩阵编程在头文件中：
//matrix.h
#pragma once
typedef struct matrix {
int columns;
int rows;
float **data;
} matrix;
matrix createMatrix(int columns, int rows, float initialData[]) {
//allocate struct
matrix *newMatrix = malloc(matrix);
if(newMatrix == NULL) puts("struct allocation failed");
memset(newMatrix, 0, sizeof(*newMatrix));
newMatrix -> columns = columns;
newMatrix -> rows = rows;
//create initial data if none is given
if(initialData == NULL) {
initialData = malloc(sizeof(float) * columns * rows);
if(initialData == NULL) puts("Array allocation for initial data failed");
memset(initialData, 0, sizeof(*initialData) * columns * rows);
}
//get the elements of each row
float **rowPointers;
rowPointers = malloc(sizeof(float) * rows);
if(rowPointers == NULL) puts("Array allocation for pointers failed");
memset(rowPointers, 0, sizeof(float) * rows);
float *rowData;
int i;
int j;
for(i = 0; i < rows; i++) {
printf("On row: %i\n", i + 1);
//allocate data to store row data
rowData = malloc(sizeof(*rowData) * columns); //create array for row and record pointer
if(rowData == NULL) printf("Array allocation for matrix row %i failed", i + 1);
memset(rowData, 0, sizeof(*rowData) * columns);
rowPointers[i] = rowData; //store pointer to row data
for(j = 0; j < columns; j++) {
rowData[j] = initialData[(i * columns) + j];
printf("%f ", rowPointers[i][j]);
}
printf("\n");
}
newMatrix -> data = rowPointers;
return *newMatrix;
}
void printMatrix(matrix matrix) {
printf("Confirming pointer to array of pointers:\n%p\n", matrix.data);
int i;
puts("Confirming pointers to rows:");
for(i = 0; i < matrix.rows; i++) {
printf("%p\n", matrix.data[i]);
}
int j;
for(int i = 0; i < matrix.rows; i++) {
printf("On row: %i\n", i + 1);
for(int j = 0; j < matrix.columns; j++) {
printf("%f ", matrix.data[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
到目前为止，几乎一切都有效。创建矩阵所涉及的一切都有效。我甚至可以在矩阵中打印大部分数据。 大多数数据。运行代码给出输出：
going to create matrix
On row: 1
1.000000 2.000000 3.000000
On row: 2
4.000000 5.000000 6.000000
On row: 3
7.000000 8.000000 9.000000
matrix created
Pointer to array of pointers:
0x7f9a9ad00020
Pointers to rows:
0x7f9a9ad00030
0x7f9a9ad000e0
0x7f9a9ad000f0
going to print matrix
Confirming pointer to array of pointers:
0x7f9a9ad00020
Confirming pointers to rows:
0x7f9a9ad00030
0x7f9a9ad000e0
0x7f9a9ad000f0
On row: 1
-0.000000 0.000000 3.000000
On row: 2
4.000000 5.000000 6.000000
On row: 3
7.000000 8.000000 9.000000
printed matrix
如您所见，第2行和第3行中的所有内容都正确打印，甚至第1行中的第3列也能正确打印。我觉得奇怪的是，在第1行第1列和第2列中没有出现，但是第3列没有出现。如果你看一下指向行的指针，你会注意到在内存中第1行比第2行远得多于第2行到第3行。每次我运行就是这种情况。第1行始终与第2行相距0x70，第2行始终与第2行相距0x10 第1行第1列的数据不一致。它并不总是-0。有时它是一个非常大的数字，有时是一个非常小的数字。第1行第2列的数据总是为0 其他输出的例子：
On row: 1
1704328922398720.000000 0.000000 3.000000
On row: 2
4.000000 5.000000 6.000000
On row: 3
7.000000 8.000000 9.000000
printed matrix
我一直无法解决这个问题，并且不知道在给出print语句中的所有信息的情况下导致它的原因。为什么矩阵中的前两个元素打印错误，为什么第1行总是离内存中的第2行太远？
答案 0 :(得分：1)
struct可能在成员之间包含填充以保持内存对齐。这意味着struct的大小并不总是与其成员大小的总和相同。
所以，在createMatrix()中，这一行：
matrix *newMatrix = malloc((sizeof(int) * 2) + (sizeof(float*) * rows));
......应该是：
matrix *newMatrix = malloc(sizeof(matrix));
另请注意，float **已成为matrix类型的一部分，
它指向的float *数组稍后会动态分配，因此您不需要
在这里为行指针添加额外的空间。
memset()传递initialData后NULL仅在第一行归零 - 应将其更改为：
memset(initialData, 0, sizeof(*initialData) * rows * columns);
分配行指针数组时，使用错误的类型计算大小。所以这个：
rowPointers = malloc(sizeof(float) * columns);
应该是：
rowPointers = malloc(sizeof(float *) * rows);
并且以下memset应更改为：
memset(rowPointers, 0, sizeof(float *) * rows);
此外，在createMatrix()中，您应该free(initialData) 在功能中分配它（即如果NULL是通过）。请记住，在释放matrix个对象时，您需要遍历每行free()，然后是行数组，然后是实际的matrix结构 - 所以你可以希望为此写一个函数。
在matrix内动态分配createMatrix结构后，你还会通过返回malloc()结构来泄漏内存 - 所以尽管内容被复制，matrix ed结构仍会被泄漏为了回报。要修复它，您应该返回指向动态分配的结构的指针，或者修改函数以使用本地matrix newMatrixStruct;
matrix *newMatrix = &newMatrixStruct;
变量而不是动态分配的变量。要对代码进行最少的更改来执行此操作，您可以使用：
malloc()而不是声明的行和newMatrix s {{1}}。
答案 1 :(得分：0)
在搞乱了很多代码后，我能够解决自己的问题
在我意识到必须通过matrix.data[y][x]而不是matrix.data[x][y]访问矩阵的元素后，我切换了行和列。我找到了一些混合了列和行的地方，但是在3x3矩阵中，它不会有所作为。
我改变了结构创建的整个方式。我停止使用malloc首先分配它，然后用数据填充它，而不是这样做：
newMatrix {columns, rows, malloc(sizeof(float*) * columns)};
我之前使用malloc来分配结构因为我在我的结构中为指针数组腾出空间，但是malloc将随机分配空间并给我指向它分配内存的位置的指针。我觉得我对指针和数组之间的界限感到困惑。
我也使用newMatrix.data来引用指针数组，而不是创建数组rowData[rows]，然后将指针存储到newMatrix.data中的行数据。我想我再次混淆指针和数组。
因为我改变了行和列，所以数组matrix.data中的指针指向的不是行数据的数组，而是指向列的数据。
修复后matrix.h成了这个：
#pragma once
typedef struct matrix {
int columns;
int rows;
float **data;
} matrix;
matrix createMatrix(int columns, int rows, float initialData[]) {
//create struct struct
matrix newMatrix = {
columns,
rows,
malloc(sizeof(float*) * columns) //create array of pointers and store the pointer to it
};
if(newMatrix.data == NULL) puts("pointer array allocation failed");
memset(newMatrix.data, 0, sizeof(float*) * columns);
//create initial data if none is given
if(initialData == NULL) {
initialData = malloc(sizeof(float) * columns * rows);
if(initialData == NULL) puts("Array allocation for initial data failed");
memset(initialData, 0, sizeof(float) * columns * rows);
}
//get the elements of each column
float *columnData;
int i;
int j;
for(i = 0; i < columns; i++) {
printf("On column: %i\n", i + 1);
//allocate data to store column data
columnData = malloc(sizeof(float) * rows); //create array for column and record pointer
if(columnData == NULL) printf("Array allocation for matrix column %i failed", i + 1);
memset(columnData, 0, sizeof(float) * rows);
newMatrix.data[i] = columnData; //store pointer to column data
for(j = 0; j < rows; j++) {
columnData[j] = initialData[(j * columns) + i];
printf("%f ", newMatrix.data[i][j]);
}
printf("\n");
}
return newMatrix;
}
void printMatrix(matrix matrix) {
printf("Confirming pointer to array of pointers:\n%p\n", matrix.data);
int i;
puts("Confirming pointers to columns:");
for(i = 0; i < matrix.columns; i++) {
printf("%p\n", matrix.data[i]);
}
int j;
for(int i = 0; i < matrix.rows; i++) {
printf("On row: %i\n", i + 1);
for(int j = 0; j < matrix.columns; j++) {
printf("%f ", matrix.data[j][i]);
}
printf("\n");
}
}
请注意，我仍然没有释放矩阵并修复了在initialData传递NULL时分配for(i = 0; i < myMatrix.rows; i++) {
时导致的内存泄漏，但这不是问题的一部分。
主文件中唯一更改的行是：
for(i = 0; i < myMatrix.columns; i++) {
改为：
{{1}}
在内存中，第1列距离第2列还有2比3更远，我仍然不知道为什么，但它并没有影响我的代码。访问矩阵元素的问题只是产品我混淆数组和指针，并在我尝试修复它们时弄乱了。