/**
* @brief C语言 数组 行优先 实现
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>
#include <assert.h>
#define OK 1
#define ERROR -1
#define MAX_DIM 8 ///允许的最大数组维数
typedef int ElemType;
typedef struct
{
ElemType *base; ///数组元素基址
int dim; ///数组维数
int *bounds; ///数组维界基址
int *constants; ///数组映像函数常量基址
}Array; ///数组结构
///数组方法声明
int InitArray( Array *pArr, int nDim, ... ); ///初始化数组 pArr
void DestroyArray( Array *pArr ); ///销毁数组 pArr
int Locate( Array *pArr, int nDim, va_list ap ); ///定位下标指向的元素在数组中的位置
int Assign( Array *pArr, ElemType *elm, ... ); ///数组赋值
int Value( Array *pArr, ElemType *elm, ... ); ///数组取值
///数组方法实现
/**
* @brief 初始化数组
*
* @param pArr 指向待初始化的数组
* @param nDim 数组的维数
* @param ... 数组各维数的长度
*
* @return 初始化成功返回OK, 否则返回ERROR
*/
int InitArray( Array *pArr, int nDim, ... )
{
if( nDim < 1 || nDim > MAX_DIM )
return ERROR;
///初始化 pArr 数组维数属性
pArr->dim = nDim;
///构造数组维界基址
pArr->bounds = (int *)malloc( nDim * sizeof(int) );
if( !pArr->bounds )
return ERROR;
int i = 0, nElemCount = 1;
va_list ap;
va_start( ap, nDim );
for( i = 0; i < nDim; ++i )
{
pArr->bounds[i] = va_arg( ap, int );
if( pArr->bounds[i] < 0 )
return ERROR;
nElemCount *= pArr->bounds[i];
}
va_end(ap);
///初始化元素基址
pArr->base = (ElemType *)malloc( nElemCount * sizeof(ElemType) );
if( !pArr->base )
return ERROR;
///初始化函数映像常数基址
pArr->constants = (int *)malloc( nDim * sizeof(int) );
///递推求常量基址
pArr->constants[nDim-1] = 1;
for( i = nDim -2 ; i >= 0; --i )
{
pArr->constants[i] = pArr->bounds[i+1] * pArr->constants[i+1];
}
return OK;
}
/**
* @brief 销毁数组 pArr
*
* @param pArr 指向待销毁的数组
*/
void DestroyArray( Array *pArr )
{
if( pArr->base )
free( pArr->base );
if( pArr->bounds )
free( pArr->bounds );
if( pArr->constants )
free( pArr->constants );
}
/**
* @brief 定位数组下标指向的元素在数组中的位置
*
* @param 指向的数组
* @param ... 数组的下标
*
* @return 若下标合法, 返回下标在数组中的位置, 否则返回 ERROR
*/
int Locate( Array *pArr, int nDim, va_list ap )
{
int nPos = 0, ind = 0, i = 0;
for( i = 0; i < pArr->dim; ++i )
{
ind = va_arg( ap, int );
///使用断言, 确保下标合法
assert( ind >= 0 && ind < pArr->bounds[i] );
nPos += pArr->constants[i] * ind;
}
va_end(ap);
return nPos;
}
/**
* @brief 数组赋值
*
* @param pArr 指向待赋值的数组
* @param elm 指向赋值元素
* @param nDim 数组维数
* @param ... 数组下标
*
* @param 赋值成功返回 OK, 否则返回 ERROR
*/
int Assign( Array *pArr, ElemType *elm, ... )
{
int nPos = 0;
va_list ap;
va_start( ap, elm );
nPos = Locate( pArr, pArr->dim, ap );
*(pArr->base + nPos) = *elm;
return OK;
}
/**
* @brief 数组取值
*/
int Value( Array *pArr, ElemType *elm, ... )
{
int nPos = 0;
va_list ap;
va_start( ap, elm );
nPos = Locate( pArr, pArr->dim, ap );
*elm = *(pArr->base + nPos);
return OK;
}
//测试
int main()
{
Array arr;
///初始化一个三维数组, 大小为 2x3x5
InitArray( &arr, 3, 2, 3, 5 );
int a = 0;
///赋值测试
int i = 0, m = 0, n = 0;
for( i = 0; i < 2; ++i )
for( m = 0; m < 3; ++m )
for( n = 0; n < 5; ++n )
{
a = i + m + n;
Assign( &arr, &a, i, m, n );
}
int b = 0;
///取值测试
for( i = 0; i < 2; ++i )
for( m = 0; m < 3; ++m )
for( n = 0; n < 5; ++n )
{
Value( &arr, &b, i, m, n );
printf( "[%d][%d][%d]=%d\n", i, m, n, b );
}
///销毁数组
DestroyArray( &arr );
return 0;
}
