有没有更好的解决方案可以快速初始化C数组(在堆上创建)?就像我们用花括号做的一样

double** matrix_multiply(const double **l_matrix, const double **r_matrix);

foo() {
    double DCT_matrix[8][8] = {
        { 0.3536,  0.3536,  0.3536,  0.3536,  0.3536,  0.3536,  0.3536,  0.3536 },
        { 0.4904,  0.4157,  0.2778,  0.0975, -0.0975, -0.2778, -0.4157, -0.4904 },
        { 0.4619,  0.1913, -0.1913, -0.4619, -0.4619, -0.1913,  0.1913,  0.4619 },
        { 0.4157, -0.0975, -0.4904, -0.2778,  0.2778,  0.4904,  0.0975, -0.4157 },
        { 0.3536, -0.3536, -0.3536,  0.3536,  0.3536, -0.3536, -0.3536,  0.3536 },
        { 0.2778, -0.4904,  0.0975,  0.4157, -0.4157, -0.0975,  0.4904, -0.2778 },
        { 0.1913, -0.4619,  0.4619, -0.1913, -0.1913,  0.4619, -0.4619,  0.1913 },
        { 0.0975, -0.2778,  0.4157, -0.4904,  0.4904, -0.4157,  0.2778, -0.0975 }
    }; 

    const double other_matrix[8][8] = {
        {  26,  -5,  -5, -5, -5, -5, -5,   8 },
        {  64,  52,   8, 26, 26, 26,  8, -18 },
        { 126,  70,  26, 26, 52, 26, -5,  -5 },
        { 111,  52,   8, 52, 52, 38, -5,  -5 },
        {  52,  26,   8, 39, 38, 21,  8,   8 },
        {   0,   8,  -5,  8, 26, 52, 70,  26 },
        {  -5, -23, -18, 21,  8,  8, 52,  38 },
        { -18,   8,  -5, -5, -5,  8, 26,   8 }
    };

    matrix_multiply(DCT_matrix, other_matrix); // Segfault
}

推荐答案

在 comments 部分,很明显,主要缺陷是matrix_multiply的设计.没有理由通过double**.

首先,double**的布局表示矩阵是这样创建的:

double **mat = malloc(8 * sizeof *mat);
for(int i=0; i<8; i++) 
    mat[i] = malloc(8 * sizeof *mat[0]);

这就是在入门课上学习如何处理指针时如何教授的方法.但这会导致许多不必要的malloc调用,这也会使释放所有内存变得笨拙.最重要的是,速度很慢.分配/释放内存时以及使用内存时,因为矩阵不会对缓存友好.Here is an answer I wrote that is about the cache

我还有一些其他的here

所以,在你的函数中,我假设你会有很多东西,比如l_matrix[x][y].从double**double*时,将其替换为l_matrix[x + 8*y].

除此之外,由于您没有输出参数,我假设您在函数内分配输出.不要那样做.在许多情况下,您需要重用为矩阵分配的内存.相反,请提供一个输出参数并在函数外部分配内存.这给了我们签名:

void matrix_multiply(const double *A, const double *B, double *output)

此外,由于在您的情况下,矩阵大小是固定的,因此我建议以某种方式重命名函数以反映这一点.也许是DCT_matrix_multiply,但这取决于你.

如果需要,可以将返回类型更改为double*,并以return output;结束函数.这不是强制性的,但它提供了这样做的选项:

matrix_multiply(matrix_multiply(A, B, C), 
                matrix_multiply(A, D, E),
                F);

但是,如果这样做,请非常小心,因为没有指定参数的求值顺序.

如果确实需要一个执行分配的函数,请编写包装器:

double *wrapper(const double *A, const double *B) {
    double *output = malloc(8*8 * sizeof *output);
    if(!output) return NULL;
    return matrix_multiply(A, B, output);
}

如果您想使用大小不固定的矩阵,这有点棘手,但总的来说,我仍然建议通过double*,并添加有关大小的信息.类似于:

double *mul(const double *A, const double *B, double *C, size_t x, size_t y);

如果您想支持矩阵和向量的乘法,签名将变得更加复杂,而完整的解决方案超出了这个答案的范围.但在这种情况下,我会编写一个单独的函数.

您可能希望调查的另一个选项是拥有此签名.

typedef dm double[8][8]; // Short for dct matrix
dm *matrix_multiply(const dm *A, const *dm B, dm *output);

这在这里有一定的意义,因为您使用的是固定大小,但一般来说,这种方法并不常见.原因很简单,它的好处实际上并没有超过必须处理指向2d数组的指针的缺点.

当前代码的变通方法

如果您想推迟重写,但仍然能够以您想要的方式初始化,请编写一个转换器.

double **convert (double mat[8][8])
{
    double **ret = malloc (8 * sizeof *ret);
  
    if (!ret) return NULL;

    for (int i = 0; i < 8; i++)
        ret[i] = &mat[i][0];

    return ret;
}

那你就可以

double **A = convert(DCT_matrix);
double **B = convert(other_matrix);

// Use A and B

free(A);
free(B);

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