在C中返回二维数组？

C不像大多数语言一样对待数组；如果要在C中使用数组，则需要了解以下概念。

除了当它是的操作数sizeof或一元&运算符，或者是字面被用来在声明另一阵列，初始化一个字符串表达型“的N元件阵列的T将被转换（“衰变”）”到的表达键入“ pointer to T”，则表达式的值将为数组第一个元素的地址。这个结果不是左值；它既不能是赋值的目标，也不能是++或--运算符的操作数。

这就是为什么您不能定义一个函数来返回数组类型的原因。数组表达式将作为return语句的一部分转换为指针类型，此外，无论如何都无法将结果分配给另一个数组表达式。

信不信由你，这是有充分的技术理由的。最初开发C时，Dennis Ritchie借鉴了B编程语言的许多概念。B是一种“无类型”语言；一切都存储为一个无符号的单词或“单元格”。内存被视为“单元”的线性阵列。当您将数组声明为

auto arr[N];

B将为数组内容留出N个“单元”，并绑定一个附加单元arr以存储到第一个元素的偏移量（基本上是一个指针，但没有任何类型语义）。数组访问定义为*(arr+i)；您i从存储在其中的地址偏移了单元格a并取消了对结果的引用。这对于C语言非常有效，直到Ritchie开始向该语言添加结构类型为止。他希望结构的内容不仅可以抽象地描述数据，而且可以物理地表示位。他用的例子是

struct {
  int node;
  char name[14];
};

他想为节点预留2个字节，紧随其后的是为name元素预留14个字节。并且他希望布置这样一个结构的数组，以便您有2个字节，然后是14个字节，然后是2个字节，然后是14个字节，依此类推。他想不出一种处理数组指针的好方法，因此他完全摆脱了它。C不用为指针留出存储空间，而是简单地从数组表达式本身计算指针。这就是为什么您不能为数组表达式分配任何内容的原因。没有什么可将值分配给。

那么，如何从函数返回2D数组呢？

你不知道 您可以返回一个指向2D数组的指针，例如：

T (*func1(int rows))[N]
{
  T (*ap)[N] = malloc( sizeof *ap * rows );
  return ap;
}

这种方法的缺点是N必须在编译时就知道。

如果使用支持可变长度数组的C99编译器或C2011编译器，则可以执行以下操作：

void func2( size_t rows, size_t cols, int (**app)[cols] ) 
{
  *app = malloc( sizeof **app * rows );
  (*app)[i][j] = ...;                   // the parens are necessary
  ...
 }

如果没有可用的可变长度数组，那么至少列维必须是编译时常量：

#define COLS ...
...
void func3( size_t rows, int (**app)[COLS] )
{ 
  *app = malloc( sizeof **app * rows );
  (*app)[i][j] = ...;
}

您可以将内存零碎分配给类似于2D数组的对象，但是行不一定是连续的：

int **func4( size_t rows, size_t cols )
{
  int **p = malloc( sizeof *p * rows );
  if ( p )
  {
    for ( size_t i = 0; i < rows; i++ )
    {
      p[i] = malloc( sizeof *p[i] * cols );
    }
  }
  return p;
}

p是不阵列; 它指向指向的一系列指针int。出于所有实际目的，您可以像使用2D数组一样使用它：

 int **arr = foo( rows, cols );
 ...
 arr[i][j] = ...;
 printf( "value = %d\n", arr[k][l] );

注意，C没有任何垃圾回收；您负责清理自己的混乱情况。在前三种情况下，很简单：

int (*arr1)[N] = func(rows);
// use arr[i][j];
...
free( arr1 );

int (*arr2)[cols];
func2( rows, cols, &arr2 );
...
free( arr2 );

int (*arr3)[N];
func3( rows, &arr3 );
...
free( arr3 );

在最后一种情况下，由于执行了两步分配，因此需要进行两步取消分配：

int **arr4 = func4( rows, cols );
...
for (i = 0; i < rows; i++ )
  free( arr4[i] )
free( arr4)