Question

我是C的入门者，我在编程一个函数时遇到了一些问题，该函数需要两个矩阵，将它们加起来并将结果作为第三个矩阵返回。基本问题是使函数返回数组。

我在线找到了一些解决方案，该解决方案涉及如何通过返回指向数组第一个元素的指针来返回数组，但是无法将其应用于二维数组的情况。我知道如何在主函数中添加矩阵，但是我需要将程序分解为几个函数。

这是我的代码

float matrix_add(float matrixA[MAX_SIZE][MAX_SIZE], float matrixB[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int column, int line)
{
   float matrixRes[MAX_SIZE][MAX_SIZE];
    for (int i=0; i<column; i++)
    {
        for (int j=0; j<line; j++)
        {
            matrixRes[i][j]=matrixA[i][j]+matrixB[i][j];
        }
    }
    return matrixRes;
}

我尝试了在网上找到的一种解决方案：

float *matrix_add(float matrixA[MAX_SIZE][MAX_SIZE], float matrixB[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int column, int line)
{
   static float *matrixRes[MAX_SIZE][MAX_SIZE];
    for (int i=0; i<column; i++)
    {
        for (int j=0; j<line; j++)
        {
            *matrixRes[i][j]=matrixA[i][j]+matrixB[i][j];
        }
    }
    return matrixRes;

但是它有一些问题-我不理解，并且该函数仍然不起作用-它返回错误的结果，并且在编译器中警告“从不兼容的指针类型返回”。另外，我不确定如何调用它（也许这是我找到的解决方案的问题？）。我想从数组中获取一些特定的值，然后调用这样的函数

matrix_add(matrixA, matrixB, column, line)[value][value]);

其中matrixA和B是一些2d数组，而column和line是整数变量。这将返回错误（下标的值既不是数组，也不是指针，也不是向量）

您能指出正确的方向并告诉我如何使此功能起作用（并解释解决方案）吗？ MAX_SIZE是预定义值（10），因为在此分配中，我应该使用静态内存分配（但是如果您可以通过使用动态分配来帮助我，那很好）主要功能如下：

int main()
{
    int column_num[2], line_num[2];
    float matrixA[MAX_SIZE][MAX_SIZE], matrixB[MAX_SIZE][MAX_SIZE];
        scanf("%d", &column_num[0]);
        scanf("%d", &line_num[0]);
        matrix_load_val(matrixA, column_num[0], line_num[0]);
        scanf("%d", &column_num[1]);
        scanf("%d", &line_num[1]);
        matrix_load_val(matrixB, column_num[1], line_num[1]);


    }
    for (int i=0; i<column_num[0]; i++)
    {
        for(int j=0; j<line_num[0]; j++)
        {
            printf("%0.5g\n", matrix_add(matrixA, matrixB, i, j));
        }
    }

matrix_load_val是一个向用户询问值并将其放入结果矩阵的过程（可以正常工作，经过测试）

Answer 1

您的尝试距离不太远。您有一个可行的想法来声明一个static数组并“返回它”，但是首先我们需要了解它的含义。

在C语言中，数组类型是奇怪的野兽。您无法像使用其他语言一样直接返回值数组。而是，您返回一个指针。我们说一个指向指针的数组类型decays。对于一维数组，这并不太可怕：

float *get_array(void) {
    static float my_array[2] = { 1, 2 };
    return my_array;
}

float *result = get_array();

对于多维数组，衰减为much trickier and uglier：

请注意，当应用数组到指针的衰减时，多维数组将转换为指向其第一个元素的指针（例如，指向其第一行或其第一平面的指针）：数组到指针的衰减为只能应用一次。

要返回指向二维数组的指针，the syntax is：

float (*get_array(void))[2] {
    static float my_array[2][2] = { { 1, 2 }, { 3, 4 } };
    return my_array;
}

float (*result)[2] = get_array();

应用此功能，我们可以调整您的代码以使其正常工作（为简便起见，省略了一些花括号）：

float (*matrix_add(float matrixA[MAX_SIZE][MAX_SIZE], float matrixB[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int column, int line))[MAX_SIZE]
{
    static float matrixRes[MAX_SIZE][MAX_SIZE];
    for (int i = 0; i < column; ++i)
        for (int j = 0; j < line; ++j)
            matrixRes[i][j] = matrixA[i][j] + matrixB[i][j];
    return matrixRes;
}

但是，对于这种类型的事情，更惯用的C模式是让调用者传递指向输出数组的指针。然后，该函数将填充此数组。这称为output parameter。这也消除了static变量及其相关问题（例如线程安全和后续调用破坏了先前调用的结果）。

void matrix_add(
    const float matrixA[MAX_SIZE][MAX_SIZE], /* "input parameter" */
    const float matrixB[MAX_SIZE][MAX_SIZE], /* "input parameter" */
    float matrixRes[MAX_SIZE][MAX_SIZE], /* "output parameter" */
    int column,
    int line)
{
    for (int i = 0; i < column; ++i)
        for (int j = 0; j < line; ++j)
            matrixRes[i][j] = matrixA[i][j] + matrixB[i][j];
}

注意，我们还设置了输入参数const，以反映该函数不会修改这些数组的事实。从函数的原型可以清楚地看出哪些是输入参数，哪些是输出参数。

^{*我还保留了一些重新格式化的自由，并且将i++更改为++i是因为it's a good habit，尽管在这种特殊情况下没有区别。}

Answer 2

我建议您将另一个矩阵传递给可用于填充结果的函数：

void matrix_add(float matrixA[MAX_SIZE][MAX_SIZE], float matrixB[MAX_SIZE][MAX_SIZE], float matrixRes[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int column, int line)
{
    for (int i=0; i<column; i++)
    {
        for (int j=0; j<line; j++)
        {
            matrixRes[i][j]=matrixA[i][j]+matrixB[i][j];
        }
    }
}

致电matrix_add后，matrixRes将得到结果。之所以起作用，是因为您要将matrixRes的地址传递给matrix_add，即matrixRes不在matrix_add本地，就像column一样，并且line。

求和矩阵/返回数组

2 个答案: