Re: [問題] 二維陣列初始化問題

[poyenc (髮箍)]

※ 引述《skyHuan (Huan)》之銘言：
: 在寫程設矩陣乘法的題目的時候遇到一些問題
: 完整程式碼在這裡：https://pastebin.com/MxAUgHcY
: 這是執行結果：https://i.imgur.com/TWB7cYL.png
: 上面兩區塊是input，即一個2x3矩陣乘上一個3x4矩陣，最下面的區塊是相乘完的結果
: 中間兩個區塊是測試過程，也就是我的問題所在
: 以下列出我的問題，基本的程式觀念沒有很好，還請前輩們多多指教
: 1. 我的作法是先宣告出要存相乘結果的矩陣並初始化，如程式第18行
: 我記得二維陣列可以用 = {0} 來把全部的內容初始化為0
: 但做完第18行後，print出新宣告的陣列結果會是測試區塊的上面那塊
: 出現幾個很大的數字，感覺像是記憶體殘值(?
: 用for迴圈重新設定每個為0之後才恢復正常全部都是0
: 是我 = {0} 的使用上有什麼沒注意到的嗎
在 C 語言中只有陣列這個概念, 沒有幾維的分別. 當你用下面幾種
方式來定義陣列, 概念上還是以巢狀陣列為主 (array of arrays),
這個概念很重要, 尤其在算位移的時候:

    int a[2];       // array of 2 ints
    int b[3][4];    // array of 3 int[4]s
    int c[4][5][6]; // array of 4 int[5][6]s

因此陣列元素 c[2] 的型別為 int[5][6], 記憶體位址為

    (char*)&***c     + 2    * sizeof(int[5][6])
    ^                  ^      ^
    第一個元素的位址 + 索引 * 每個元素的大小

另一個很重要的概念是: 陣列初始化只能初始前幾個元素, 剩下未
給值的元素都將用 zero bytes 填滿, 所以下面的初始化應該和你
所認知的不一樣:

   int a[3] = { -1 }; // { -1, 0, 0 }

一對大括號用來初始化一個陣列, 巢狀陣列則需要有對應層數的大
括號來初始化:

   int b[3][4] = {
      { -1 },
      { },
      { 5, 6, 7, 8 }
   };
   /*
   b = {
      { -1, 0, 0, 0 },
      {  0, 0, 0, 0 },
      {  5, 6, 7, 8 } 
   }
   */

回到上一段所說的, 未給值的元素都會用 zero bytes 填滿, 如果
你就想要全部值都填 0, 像初始化 b[1] 那樣直接給空大括號即可
(全都不給初始值, 所以都用 zero bytes 來填).

: 2. 宣告二維陣列大小的時候，大小是否可以用變數來表示
: 例如程式碼中的第7行中的m跟k1在scan後才能決定值
: 那第8行的二維陣列那樣宣告是合法的嗎，還是一定要用malloc的方式才行
: 我用自己電腦的IDE (CB)跟線上compiler (C99)跑都有過
: 但同學跑一模一樣的程式碼compiler不給過(VS)
可以, 但這需要你的編譯器支援 VLA (Variable-Length Array),
這是在 C99 才進的 feature, 因為目前 C 編譯器預設使用的語言
標準大多還是 C89/C90, 所以先確定你的編譯器有支援到 C99 並在
編譯時啟用.

    https://en.wikipedia.org/wiki/C99#Implementations

另外需要注意的是 VLA 的記憶體是放在 call stack 上, 使用的時
候小心別配置超過編譯器/環境允許的大小.

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推 skyHuan: 哇謝謝你還專程打這麼多超詳細的，幫我釐清了很多觀念
→ adrianshum:  (char*)&***c     + 2    * sizeof(int[5][6]). 這段
→ adrianshum: 有點不正常。首先cast 成char* 有點怪，我不熟C99 但
→ adrianshum: 應該有int_8 或byte 之類？用這些比用char 比較能表達
→ adrianshum: 你的目的。其次應該不用 &***c 吧？直接 c 或&c 就好
→ adrianshum: 了。
推 cutekid: c[2] 記憶體位址 = c + 2
有不同運算都可以算出相同的記憶體位址, 只是最後的型別不同,
語意也不一樣:

    型別             敘述
    int(*)[4][5][6]  &c
    int(*)[5][6]     c  (decay 後)
    int(*)[5][6]     c + 2
    int[5][6]        c[2]
    int[5][6]        *c
    int[6]           **c
    int              ***c
    int*             &***c

***c 語意上就是取得第一個 int 元素, sizeof(char) 的值為 1,
它扮演的角色就是你說的 byte. 先將 &***c 轉成 char* 確保往後
的指標運算都是以 byte 為單位 (int8_t 只是無 padding 的連續
8 個 bits, 但無法代表一個 byte). 所以最後整串敘述的語意為:

    c[2] 的位址是從第一個元素算起, 位移為 2 個
    int[5][6] 大小的地方

這邊把 sizeof 放進來是想表達指標運算的背後都和元素大小相關,
而元素大小是由指標型別來決定的, 無法單純靠索引來計算位移.
推 cuteSquirrel: 推薦這篇文章
→ adrianshum: 我明白你的目的，(char*)&***c 你的目的只是用一byte
→ adrianshum:  ptr 指向整個array 的起始位址而已。反正你都硬cast
→ adrianshum:  成char* 了，用&c 或 decaying c 更能表達「整個arra
→ adrianshum: y 的起始位址」的意思。
推 adrianshum: 用char方面再查考之下的確較好，我一直有個錯誤印象 1
→ adrianshum:  char 未必是 1 byte 長。（怎麼標準不弄個 byte type
→ adrianshum:  出來  :(   )
重點不是最後的值如何(方法有很多種), 而是過程中轉換過的型別

    敘述   原始型別         結果型別
    &c     int(*)[4][5][6]  char*
    c      int[4][5][6]     char*
    &***c  int*             char*

應該不用說明也可以看出差異在哪. 與其跟新手說「請你去算出
array of array of arrays的起始位址」, 個人覺得將陣列一步步
拆解, 扁平化, 再去算位移著實簡單得多.
→ sarafciel: 他想表達的就是那個三層指標的原始型態啊
→ sarafciel: 純粹用&c或c的話會讓人以為int[4][5][6]就是拿單指標接
→ sarafciel: 新手的話更容易踩這種陷阱
嗚嗚, 握手 QQ
→ sarafciel: 是說就是因為這樣 我都不寫int[4][5][6]這種型態
→ sarafciel: 寧願弄成int[4*5*6]來做事 頂多下標麻煩一點(逃)
※ 編輯: poyenc (121.131.81.65), 04/05/2019 04:18:04