c/c++ 二维数组指针参数传递矩阵计算实例

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c++实验代码及学习笔记（三）

你好！这是一个高程实验课的代码记录及学习笔记。我将记录一些重要的知识点、易错点。但是作为大学生，水平很低，敬请指点教导、优化代码。

今天我将试图用沙雕文风解释二维数组的知识；D

1问题

首先我们来看一下问题
实验目的
FBIwarning：建议在阅读答案前，独立思考，先自行尝试，遇到问题再继续阅读。

怎么样！看起来就很难对吧！实际上！它确实不简单（流下了不学无术的泪水）
特别是，大家都知道作为程序媛每个月总有那么几天很暴躁（乱入的某皮：也就那么二三十天吧）。然后暴躁girl写这道题的时候就被debug折磨得炸毛了，头也快被薅秃了（震惊！程序媛秃头竟为哪般）……所以此题适合心平气和时来做。

好了，进入正题

2思路

这道题涉及的知识比较复杂，关于接口设计简直是一门艺术；而数组的内存存储则需要数据结构的知识（流泪）；另外矩阵乘法还需要线性代数的基础知识（再一次流泪）；最后是本文的关键，指针。

如果你恨他，请让他用指针，因为足够折磨；如果你爱他，也请让他用指针，因为一旦学会了就会爱上它。
——鲁·我没说过·迅

由于知识庞杂，我们还是看题说话。

题目详解

题目：预设一M*N的矩阵A：

计算每行均值
计算每列均值
移除矩阵的某一行
移除矩阵的某一列
输入一个N维向量X，计算A与X的乘积，结果为一M维向量。

预设

本次实验我延续了上次模块化的思想，依旧使用头文件、源文件的形式，看起来或许更为复杂，但是普适性更强。
数据类型：float

//main.cpp
#include <iostream>
#include "matrix.h"	//本次自定义头文件“matrix.h”
#include <stdlib.h>
using namespace std;

int main()
{
   
	float arr[][2] = {
    {
   1,2},{
   3,4},{
   5,6} };
	...
	return 0;
}

我将分为三个部分阐述：

1、计算每行/列均值

函数类型

没错，头号任务是在matrix.cpp中定义函数。
一看到这个题目，宝宝们是不是就想到<传入数组参数、行列数-遍历数组计算均值-返回均值> 呢？没错，思路是正确的。但是用什么样的函数类型呢？
二狗：数组是float型的，返回的均值也应该是float的……那么我函数也float吧！
老师：你要想清楚，矩阵每行均值可不单单是一个值哇！
二狗：糟了，要返回数组！那就……float* 指针型数组？
老师：……指针型数组不是不可以啦，就是用到动态分配malloc，主函数里要free（）释放内存，很多人都会忘哦，所以不推荐。（此处动态分配是真的不推荐，二狗以身试法惨遭吐血级bug）
老师：所以呢，我们推荐void型！想不到吧！（二狗：后面这句就不用说了喂！）
之所以是void，是因为我们可以在常量区声明一个数组p，然后传入这个一维数组，直接对其操作，等函数运行完毕局部变量over之后，常量区的数组内存地址还在哦。（在上篇结尾提到了！大家有没有好好阅读呢~）

参数：传入二维数组

确定函数类型后，我们来观察一下参数吧！
第一个是预设的二维数组arr，我们如何传入一个二维数组呢？
不要理所当然认为是**arr，可以手动试一试。
代码引用自文章：c++ – 二维数组参数传递

#include <iostream>
using namespace std;

/*传二维数组*/

//第1种方式：传数组,第二维必须标明
/*void display(int arr[][4])*/ 
void display1(int arr[][4],const int irows)
{
   
    for (int i=0;i<irows;++i)
    {
   
        for(int j=0;j<4;++j)
        {
   
            cout<<arr[i][j]<<" ";     //可以采用parr[i][j]
        }
        cout<<endl;
    }
    cout<<endl;
}

//第2种方式：一重指针，传数组指针,第二维必须标明
/*void display(int (*parr)[4])*/
void display2(int (*parr)[4],const int irows)
{
   
    for (int i=0;i<irows;++i)
    {
   
        for(int j=0;j<4;++j)
        {
   
            cout<<parr[i][j]<<" ";    //可以采用parr[i][j]
        }
        cout<<endl;
    }
    cout<<endl;
}
//注意：parr[i]等价于*(parr+i)，一维数组和二维数组都适用

//第3种方式：传指针,不管是几维数组都把他看成是指针
/*void display3(int *arr)*/
void display3(int *arr,const int irows,const int icols)
{
   
    for(int i=0;i<irows;++i)
    {
   
        for(int j=0;j<icols;++j)
        {
   
            cout<<*(arr+i*icols+j)<<" ";   //注意:(arr+i*icols+j),不是(arr+i*irows+j)
        }
        cout<<endl;
    }
    cout<<endl;
}

/***************************************************************************/
/*
//第2种方式：一重指针，传数组指针void display(int (*parr)[4])
//缺陷：需要指出第二维大小
typedef int parr[4];
void display(parr *p)
{
    int *q=*p;        //q指向arr的首元素
    cout<<*q<<endl;   //输出0
}

typedef int (*parr1)[4];
void display1(parr1 p)
{
    cout<<(*p)[1]<<endl;  //输出1
    cout<<*p[1]<<endl;    //输出4,[]运算符优先级高
}
//第3种方式：
void display2(int **p)
{
    cout<<*p<<endl;           //输出0
    cout<<*((int*)p+1+1)<<endl; //输出2
}
*/

int main()
{
   
    int arr[][4]={
   0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
    int irows=3;
    int icols=4;
    display1(arr,irows);
    display2(arr,irows);

    //注意(int*)强制转换.个人理解：相当于将a拉成了一维数组处理。
    display3((int*)arr,irows,icols);
    return 0;
}

可以看出，无论第一种还是第二种，都需要指明二维数组的列数。所以为了对任意M*N数组适用（普适性：我的函数不止可以用于一个文件、一类数组），我们只能选用第三种。
重要，请仔细阅读哦↓

第三种传参形式是（float*）arr，定义是*a
简单解释就是，传入一维数组指针是可行的，其实二维数组可以视为一维数组套一维数组，我们把二维数组拍扁，就可以假扮一维数组混入函数啦！
例：
arr[3][2]：{ {1,2}，{3,4}，{5,6}}
拍扁：
arr’[6]:{1,2,3,4,5,6}

那么我们可以写出函数了！

代码实现

void avgRows(float *a, int rows, int cols, float p[])
{
   	
	for (int i = 0; i < rows; i++)
	{
   
		p[i] = 0;
		for (int j = 0; j < cols; j++)
		{
   
			p[i] = p[i] + a[ i * cols + j];	//这里比较难理解，不是a[i][j]，
											//它变为了一维数组，应该是a[i乘以列数+j]
		}
	}
	for (int i = 0; i < rows; i++) {
   
		p[i] = p[i] / cols;
	}
}

同理，我们可以写出求列的均值函数

void avgCols(float *a, int rows, int cols, float p[])
{
   
	for (int i = 0; i < cols; i++)