使用C返回数组

我是C语言的新手，我需要一些处理数组的方法的帮助。来自Java编程，我习惯于说int [] method()可以返回一个数组。但是，我发现使用C时，必须在返回数组时使用数组指针。作为一个新的程序员，即使在我浏览过许多论坛的情况下，我也完全不理解这一点。

基本上，我试图编写一个返回C语言中的char数组的方法。我将为该方法（让其称为returnArray）提供一个数组。它将根据先前的数组创建一个新数组，并返回指向它的指针。我只需要一些有关如何启动它以及如何将指针从数组中发送出去后如何读取指针的帮助。任何帮助解释这一点表示赞赏。

数组返回函数的建议代码格式

char *returnArray(char array []){
 char returned [10];
 //methods to pull values from array, interpret them, and then create new array
 return &(returned[0]); //is this correct?
} 

函数的调用者

int main(){
 int i=0;
 char array []={1,0,0,0,0,1,1};
 char arrayCount=0;
 char* returnedArray = returnArray(&arrayCount); ///is this correct?
 for (i=0; i<10;i++)
  printf(%d, ",", returnedArray[i]);  //is this correctly formatted?
}

我目前尚未测试，因为我的C编译器目前无法正常工作，但我想弄清楚

您不能从C中的函数返回数组。您也不能（不应）这样做：

char *returnArray(char array []){
 char returned [10];
 //methods to pull values from array, interpret them, and then create new array
 return &(returned[0]); //is this correct?
} 

returned 具有自动存储持续时间的创建函数，一旦离开声明范围，即函数返回，对其的引用将无效。

您将需要在函数内部动态分配内存或填充调用方提供的预分配缓冲区。

选项1：

动态分配函数内部的内存（负责取消分配的调用者ret）

char *foo(int count) {
    char *ret = malloc(count);
    if(!ret)
        return NULL;

    for(int i = 0; i < count; ++i) 
        ret[i] = i;

    return ret;
}

这样称呼它：

int main() {
    char *p = foo(10);
    if(p) {
        // do stuff with p
        free(p);
    }

    return 0;
}

选项2：

填充调用方提供的预分配缓冲区（调用方分配buf并传递给函数）

void foo(char *buf, int count) {
    for(int i = 0; i < count; ++i)
        buf[i] = i;
}

并这样称呼它：

int main() {
    char arr[10] = {0};
    foo(arr, 10);
    // No need to deallocate because we allocated 
    // arr with automatic storage duration.
    // If we had dynamically allocated it
    // (i.e. malloc or some variant) then we 
    // would need to call free(arr)
}

C对数组的处理与Java 非常不同，因此您必须相应地调整自己的想法。C语言中的数组不是一流的对象（也就是说，在大多数情况下，数组表达式都不会保留其“数组性质”）。在C语言中，“ N个元素数组T” 类型的表达式将隐式转换（“衰变”）为“指针指向T” 类型的表达式，除非该数组表达式是the sizeof或unary运算&符的操作数，或者数组表达式是一个字符串文字，用于初始化声明中的另一个数组。

除其他外，这意味着您不能将数组表达式传递给函数并将其作为数组类型接收；该函数实际上收到一个指针类型：

void foo(char *a, size_t asize)
{
  // do something with a
}

int bar(void)
{
  char str[6] = "Hello";
  foo(str, sizeof str);
}

在对的调用中foo，表达式str从类型转换char [6]为char *，这就是为什么foo声明的第一个参数char *a而不是的原因char a[6]。在中sizeof str，由于数组表达式是运算sizeof符的操作数，因此它不会转换为指针类型，因此您可以获取数组中的字节数（6）。

如果您真的有兴趣，可以阅读Dennis Ritchie的《 C语言的发展》以了解这种处理方法的来源。

结果是函数不能返回数组类型，这很好，因为数组表达式也不能成为赋值的目标。

对于调用者而言，最安全的方法是定义数组，并将其地址和大小传递给应该写入该函数的函数：

void returnArray(const char *srcArray, size_t srcSize, char *dstArray, char dstSize)
{
  ...
  dstArray[i] = some_value_derived_from(srcArray[i]);
  ...
}

int main(void)
{
  char src[] = "This is a test";
  char dst[sizeof src];
  ...
  returnArray(src, sizeof src, dst, sizeof dst);
  ...
}

该函数的另一种方法是动态分配数组并返回指针和大小：

char *returnArray(const char *srcArray, size_t srcSize, size_t *dstSize)
{
  char *dstArray = malloc(srcSize);
  if (dstArray)
  {
    *dstSize = srcSize;
    ...
  }
  return dstArray;
}

int main(void)
{
  char src[] = "This is a test";
  char *dst;
  size_t dstSize;

  dst = returnArray(src, sizeof src, &dstSize);
  ...
  free(dst);
  ...
}

在这种情况下，调用者负责使用free库函数取消分配数组。

请注意，dst上面的代码是指向的简单指针char，而不是指向的数组的指针char。C的指针和数组语义使您可以将下标运算符[]应用于数组类型或指针类型的表达式；既src[i]与dst[i]将访问i“阵列的第i个元素（即使仅src具有阵列型）。

您可以声明一个指向的N元素数组的指针，T并执行类似的操作：

char (*returnArray(const char *srcArr, size_t srcSize))[SOME_SIZE]
{
  char (*dstArr)[SOME_SIZE] = malloc(sizeof *dstArr);
  if (dstArr)
  {
    ...
    (*dstArr)[i] = ...;
    ...
  }
  return dstArr;
}

int main(void)
{
  char src[] = "This is a test";
  char (*dst)[SOME_SIZE];
  ...
  dst = returnArray(src, sizeof src);
  ...
  printf("%c", (*dst)[j]);
  ...
}

上面的几个缺点。首先，较早版本的C期望SOME_SIZE是一个编译时常量，这意味着该函数将只能使用一个数组大小。其次，您必须在应用下标之前取消引用指针，这会使代码混乱。当您处理多维数组时，指向数组的指针会更好地工作。

我并不是说这是针对给定问题的最佳解决方案或首选解决方案。但是，记住函数可以返回结构可能很有用。尽管函数不能返回数组，但是数组可以包装在结构中，函数可以返回结构，从而将数组随身携带。这适用于固定长度的数组。

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>

    typedef
    struct 
    {
        char v[10];
    } CHAR_ARRAY;



    CHAR_ARRAY returnArray(CHAR_ARRAY array_in, int size)
    {
        CHAR_ARRAY returned;

        /*
        . . . methods to pull values from array, interpret them, and then create new array
        */

        for (int i = 0;  i < size; i++ )
            returned.v[i] = array_in.v[i] + 1;

        return returned; // Works!
    } 




    int main(int argc, char * argv[])
    {
        CHAR_ARRAY array = {1,0,0,0,0,1,1};

        char arrayCount = 7;

        CHAR_ARRAY returnedArray = returnArray(array, arrayCount); 

        for (int i = 0; i < arrayCount; i++)
            printf("%d, ", returnedArray.v[i]);  //is this correctly formatted?

        getchar();
        return 0;
    }

我邀请您评论这种技术的优缺点。我没有这样做。

这个美味的邪恶实现怎么样？

数组

#define IMPORT_ARRAY(TYPE)    \
    \
struct TYPE##Array {    \
    TYPE* contents;    \
    size_t size;    \
};    \
    \
struct TYPE##Array new_##TYPE##Array() {    \
    struct TYPE##Array a;    \
    a.contents = NULL;    \
    a.size = 0;    \
    return a;    \
}    \
    \
void array_add(struct TYPE##Array* o, TYPE value) {    \
    TYPE* a = malloc((o->size + 1) * sizeof(TYPE));    \
    TYPE i;    \
    for(i = 0; i < o->size; ++i) {    \
        a[i] = o->contents[i];    \
    }    \
    ++(o->size);    \
    a[o->size - 1] = value;    \
    free(o->contents);    \
    o->contents = a;    \
}    \
void array_destroy(struct TYPE##Array* o) {    \
    free(o->contents);    \
}    \
TYPE* array_begin(struct TYPE##Array* o) {    \
    return o->contents;    \
}    \
TYPE* array_end(struct TYPE##Array* o) {    \
    return o->contents + o->size;    \
}

main.c

#include <stdlib.h>
#include "array.h"

IMPORT_ARRAY(int);

struct intArray return_an_array() {
    struct intArray a;
    a = new_intArray();
    array_add(&a, 1);
    array_add(&a, 2);
    array_add(&a, 3);
    return a;
}

int main() {
    struct intArray a;
    int* it;
    int* begin;
    int* end;
    a = return_an_array();
    begin = array_begin(&a);
    end = array_end(&a);
    for(it = begin; it != end; ++it) {
        printf("%d ", *it);
    }
    array_destroy(&a);
    getchar();
    return 0;
}

在您的情况下，您正在堆栈上创建一个数组，一旦离开函数作用域，该数组将被释放。而是创建一个动态分配的数组并返回指向它的指针。

char * returnArray(char *arr, int size) {
    char *new_arr = malloc(sizeof(char) * size);
    for(int i = 0; i < size; ++i) {
        new_arr[i] = arr[i];
    }
    return new_arr;
}

int main() {

    char arr[7]= {1,0,0,0,0,1,1};
    char *new_arr = returnArray(arr, 7);

    // don't forget to free the memory after you're done with the array
    free(new_arr);

}

您可以使用堆内存（通过malloc（）调用）来完成此操作，就像这里报告的其他答案一样，但是您必须始终管理内存（每次调用函数时都使用free（）函数）。您也可以使用静态数组来执行此操作：

char* returnArrayPointer() 
{
static char array[SIZE];

// do something in your array here

return array; 
}

您可以不用担心内存管理而使用它。

int main() 
{
char* myArray = returnArrayPointer();
/* use your array here */
/* don't worry to free memory here */
}

在此示例中，必须在数组定义中使用static关键字将应用程序设置为数组寿命，因此在return语句后它不会被破坏。当然，通过这种方式，您将在整个应用程序生命周期中占用内存SIZE字节，因此请适当调整大小！

您的方法将返回一个本地堆栈变量，该变量将严重失败。要返回一个数组，请在函数外部创建一个数组，将其按地址传递给函数，然后对其进行修改，或者在堆上创建一个数组并返回该变量。两者都可以工作，但是第一个不需要任何动态内存分配即可使其正常工作。

void returnArray(int size, char *retArray)
{
  // work directly with retArray or memcpy into it from elsewhere like
  // memcpy(retArray, localArray, size); 
}

#define ARRAY_SIZE 20

int main(void)
{
  char foo[ARRAY_SIZE];
  returnArray(ARRAY_SIZE, foo);
}

您可以使用如下代码：

char *MyFunction(some arguments...)
{
    char *pointer = malloc(size for the new array);
    if (!pointer)
        An error occurred, abort or do something about the error.
    return pointer; // Return address of memory to the caller.
}

执行此操作时，稍后应通过将地址传递给free来释放内存。

还有其他选择。例程可能会返回指向某个现有结构一部分的数组（或数组的一部分）的指针。调用者可能会传递一个数组，而例程只会写入该数组，而不是为新数组分配空间。