C99标准前后对于二维数组的动态声明问题

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写在前面:

• 出于作者不了解C99以前标准中对二维数组的动态声明而导致的一场考场事故,作者写下这篇文章,,以便其他同学在遇到类似问题时不要犯同样的错误,同时作为对自己的警醒.
• 本文主要是关于对于二维数组动态声明问题在不同C标准下方法的探讨,将给出一个简单的实例,以便读者能够快速理解.
• 作者水平有限,若有错误,还请指正.

一个简单的实例

• 题目描述:
  
  对输入的一个矩阵的偶数列分别求和并输出;
  
  输入说明:输入两个整数m,n代表矩阵的行数和列数,接下来输入m行,每行n个整数,代表矩阵的元素,数与数之间以空格隔开;
  
  输出说明:先输出偶数列的个数,然后输出每个偶数列所有元素的和,每个和后面有一个空格;
  
  输入示例:
  
  3 4
  
  3 5 6 7
  
  9 5 8 2
  
  6 5 8 7
  
  输出示例:
  
  2
  
  15 16
• 要解决这个问题,我们可以声明一个二维数组,然后控制输入输出流程完成问题即可.但是注意到矩阵的行列数是未知的,因此我们需要使用动态数组来完成这个任务.

C99标准以及C99标准之后

在C99标准之后,要完成这个问题,只需要引入变长数组(variable length array)方法即可简单完成.

#include <stdio.h>
int main(void){
    int m, n;
    scanf("%d %d", &m, &n);
    int matrix[m][n];
    // 输入矩阵元素
    for (int i = 0; i < m; i++)
        for (int j = 0; j < n; j++)
            scanf("%d", &matrix[i][j]);
    // 计算偶数列的和
    int sum[n / 2]; // 用于存储每个偶数列的和
    int count = 0;  // 偶数列的个数
    for (int j = 1; j < n; j += 2){
        int column_sum = 0;
        for (int i = 0; i < m; i++){
            column_sum += matrix[i][j];
        }
        sum[count++] = column_sum;
    }
    printf("%d\n", count);
    for (int i = 0; i < count; i++){
        printf("%d ", sum[i]);
    }
    return 0;
}

可以看到,对于二维数组的动态声明,使用变长数组方法可以直接使用类似于int matrix[m][n]这样的语句完成.

但是要注意的是,变长数组方法只能在C99标准之后使用,因为该方法是在C99标准中引入的,在C99之前,使用变长数组方法会报错.要动态分配二维数组,要借助指针传参.

现行部分学校旧OJ系统使用C89(C90)标准,使用变长数组将无法完成编译(血泪教训)

C99标准以前

在C99标准之前,要完成这个问题,我们需要使用指针来完成.

通常的步骤为:

1. 声明一个指向指针的指针，用于保存动态分配的二维数组的首地址
2. 使用malloc函数动态分配一个包含n行的指针数组，每个指针指向一个包含m个元素的一维数组
3. 对分配的二维数组进行赋值或操作
4. 在不需要使用该数组时，使用free函数释放分配的内存
   
   具体示例如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//使用malloc函数需要
int main(void){
    int m, n;
    scanf("%d %d", &m, &n);
    //分配指向指针的指针数组
    int **matrix = (int **)malloc(m * sizeof(int *));
    //对每一行再分配空间并输入
    for (int i = 0; i < m; i++){
        matrix[i] = (int *)malloc(n * sizeof(int));
        for (int j = 0; j < n; j++){
            scanf("%d", &matrix[i][j]);
        }
    }
    // 计算偶数列的和
    int sum[n / 2]; // 用于存储每个偶数列的和
    int count = 0;  // 偶数列的个数
    for (int j = 1; j < n; j += 2){
        int column_sum = 0;
        for (int i = 0; i < m; i++){
            column_sum += matrix[i][j];
        }
        sum[count++] = column_sum;
    }
    // 输出结果
    printf("%d\n", count);
    for (int i = 0; i < count; i++){
        printf("%d ", sum[i]);
    }
    // 释放内存
    for (int i = 0; i < m; i++){
        free(matrix[i]);
    }
    free(matrix);
    matrix = NULL;
    return 0;
}