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问这是C中结构赋值的有效用法吗？
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Code Review用户

提问于 2012-02-26 05:56:29

回答 1查看 376关注 0票数 4

问:请评论C中结构和结构分配操作的使用情况。

我正在使用BLAS和LAPACK将MATLAB程序转换成C来支持线性代数。MATLAB代码使用单元格数组。我创建了一个矩阵数据类型和一个单元数据类型。

头文件/实现的一部分：

#define ASSERT(c,m) 
#define PREC double

#define ZEROS(r,c) (zeros(r,c))
#define ONES(r,c) (ones(r,c))
#define EYE(r,c) (eye(r,c))
#define ALLOCM(r,c) (alloc_matrix(r,c))
#define PRINTM(M) (print_matrix(M))
#define FREEM(M) (free_matrix(M))

#define ALLOCC(r,c) (alloc_cell(r,c))
#define GETMC(C,r,c) (get_matrix_from_cell(C,r,c))
#define SETMC(C,r,c,M) (set_matrix_in_cell(C,r,c,M))
#define FREEC(C) (free_cell(C))

/* Matrix */
typedef struct {
  PREC * array;
  int rows; // The number of rows in the matrix
  int cols; // The number of columns in the matrix
}Matrix;


/* Cell of Matrices */
typedef struct {
  Matrix * array; // Cell array of matrices stored in row major form
  int rows;  // Number of rows in Cell array
  int cols;  // Number of cols in Cell array
}Cell;


/* Matrix utility functions */
Matrix  alloc_matrix(int rows, int cols);
Matrix  zeros(int rows, int cols);
Matrix  ones(int rows, int cols);
Matrix  eye(int rows, int cols);
Matrix  corrcov(Matrix matrix);
void print_matrix(Matrix matrix);
void free_matrix(Matrix  matrix);

/* Cell array utility functions */
Cell alloc_cell(int rows, int cols);
INLINE Matrix get_matrix_from_cell(Cell cell, int row, int col);
INLINE void set_matrix_in_cell(Cell  cell, int row, int col, Matrix matrix);
void free_cell(Cell cell); 

// Implementation
Matrix 
alloc_matrix(int rows, int cols){

  Matrix matrix;

  ASSERT(rows > 0 && cols > 0, FATAL_NEGATIVE_DIMENSIONS);

  matrix.array = (PREC *) malloc(sizeof(PREC) * rows * cols);

  ASSERT(matrix.array != NULL, FATAL_NO_MEMORY);

  matrix.rows = rows;

  matrix.cols = cols;

  return matrix;
}



Matrix 
zeros(int rows, int cols){

  int i;

  int size;

  Matrix matrix;

  matrix = alloc_matrix(rows, cols);

  for(i = 0, size = rows * cols; i < size ; i++){
    matrix.array[i] = 0.0;
  } 

  return matrix;
}



void
print_matrix(Matrix matrix){

  int i;  

  int j;

  int k;

  int rows = matrix.rows;

  int cols = matrix.cols;

  ASSERT(rows > 0 && cols > 0, FATAL_NEGATIVE_DIMENSIONS);  

  ASSERT(matrix.array != NULL, FATAL_NULL_POINTER);

  printf("\n Rows: %d, Cols: %d\n", rows, cols);

  for(i = 0 ; i < rows; i++){
    for(j = 0, k = i * cols; j < cols; j++){
      printf("%8.6f  ", matrix.array[ k + j ]);
    }
    printf("\n");
  }  

}


void 
free_matrix(Matrix matrix){

  ASSERT(matrix.array != NULL, FATAL_NULL_POINTER);

  free(matrix.array);

  matrix.array = NULL; 

}


Cell 
alloc_cell(int rows, int cols){

  Cell cell;

  ASSERT(rows > 0 && cols > 0, FATAL_NEGATIVE_DIMENSIONS);

  cell.array = (Matrix *) malloc(sizeof(Matrix) * rows * cols);

  ASSERT(cell.array != NULL, FATAL_NO_MEMORY);

  cell.rows = rows;

  cell.cols = cols;

  return cell; 
}



void 
free_cell(Cell cell){

  int i;

  int size;

  int rows = cell.rows;

  int cols = cell.cols;

  ASSERT(rows > 0 && cols > 0, FATAL_NEGATIVE_DIMENSIONS);

  ASSERT(cell.array != NULL, FATAL_NULL_POINTER);

  for( i = 0, size = rows * cols; i < size; i++){
    free_matrix(cell.array[i]);                       
  }

  free(cell.array);

}


INLINE Matrix 
get_matrix_from_cell(Cell cell, int row, int col){

  Matrix matrix;

  int rows = cell.rows;

  int cols = cell.cols;

  ASSERT(cell.array != NULL, FATAL_NULL_POINTER);

  ASSERT(rows > 0 && cols > 0, FATAL_NEGATIVE_DIMENSIONS);

  ASSERT(row >= 0 && row < rows, FATAL_INDEX_OUT_OF_BOUNDS);

  ASSERT(col >= 0 && col < cols, FATAL_INDEX_OUT_OF_BOUNDS);

  matrix = cell.array[(row * cols) + col];

  return matrix; 
}



INLINE void
set_matrix_in_cell(Cell cell, int row, int col, Matrix matrix){

  int rows = cell.rows;

  int cols = cell.cols;

  ASSERT(cell.array != NULL, FATAL_NULL_POINTER);

  ASSERT(rows > 0 && cols > 0, FATAL_NEGATIVE_DIMENSIONS);

  ASSERT(row >= 0 && row < rows, FATAL_INDEX_OUT_OF_BOUNDS);

  ASSERT(col >= 0 && col < cols, FATAL_INDEX_OUT_OF_BOUNDS);

  cell.array[(row * cols) + col] = matrix;

}

注意，我不返回分配矩阵类型对象或单元格类型对象的函数的指针。我返回一个普通的矩阵或Cell对象，但是我在这些函数中分配数组(矩阵的PREC类型和单元格的矩阵类型--其中PREC是双倍或浮动的)。

这很方便，因为：

struct赋值是C中的一个有效操作(我知道动态分配的数据不是重复的，只是对它的引用)
要获得矩阵中的元素，我可以使用dot语法而不是->语法(而且，如果我使用点语法- matrix.array我 vs matrix.array->数组我，则可能只需要取消引用一次)。
大多数矩阵对象和单元对象(不包括动态分配的内存)都在堆栈上，并且在函数退出时自动释放，我觉得，跟踪不再使用的对象并在必要时释放它们比较容易。

我分析了一个使用此接口的示例程序。

示例程序：

#include "matutil.h"

int main(){

  Matrix mz;

  Cell cell;

  mz = ZEROS(3,3);

  PRINTM(mz);

  cell = ALLOCC(1,1);

  SETMC(cell,0,0,mz);  

  PRINTM(GETMC(cell, 0 , 0));

  FREEC(cell);

  return 0;
}

这个问题是矩阵对象(Matrix )，我从它开始，没有显式初始化它的数组字段，所以，瓦伦报告。

==17433== Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)

这是问题吗？在进行这个设计之前，我是否应该意识到有什么缺陷呢？

谢谢。

memory-management

matlab

回答 1

Code Review用户

回答已采纳

发布于 2012-02-27 10:45:58

关于

关于你的英勇的问题

我不认为英勇警告是关于矩阵中未初始化的字段。您的zeros函数进行初始化，对吗？我用以下代码测试了自己：

Matrix zeros(int rows, int cols) {
    Matrix tmp;
    int i;

    tmp.rows = rows;
    tmp.cols = cols;
    tmp.array = malloc(sizeof(float) * rows * cols);

    for(i = 0; i < rows * cols; i++)
        tmp.array[i] = 0;

    return tmp;
}

我没有英勇的警告。共享一段代码(实际上产生了val差事警告)会有帮助。

其他备注

如果您想要自动释放内存并复制分配的内存，C++将提供帮助。
不过，我不明白你对点语法的看法。您只是添加一个层次的嵌套，这并不意味着您将使用"*“或"->”更少。
matrix->array[i]是错误的，因为->和[]都取消了指针的引用:这不会编译
为什么不使用PREC**指针呢？它可能更容易使用，并将避免错误。
你想让你的MATLAB代码更快吗？矩阵运算可能非常快使用matlab。如果代码的另一部分比较慢，请考虑使用MEX-档案。

票数 2

页面原文内容由Code Review提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持

原文链接：

https://codereview.stackexchange.com/questions/9439

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