float(*vals)[n] = malloc(sizeof(float[n]))有什么作用？

Question

维基百科页面解释了什么是可变长度数组 (VLA)，列出了以下 C99 示例代码：

float read_and_process(int n)
{
    float (*vals)[n] = malloc(sizeof(float[n]));

    for (int i = 0; i < n; ++i)
        (*vals)[i] = read_val();

    float ret = process(n, *vals);
    
    free(vals);
    
    return ret;
}

陈述

通过使用指向数组的指针，可以使用具有动态存储的类似 VLA 的语法。

该页面上显示的真正的 C99 VLA 代码是

float read_and_process(int n)
{
    float vals[n];

    for (int i = 0; i < n; ++i)
        vals[i] = read_val();

    return process(n, vals);
}

此代码很可能导致数组位于堆栈上，但这并不能保证（C 标准没有定义此类 VLA 必须位于何处）并且也不相关，只要正确释放内存即可再次

read_and_process()

返回。

维基百科页面的替换代码使用

malloc()

和

free()

，因此内存将位于

malloc()

保留内存的位置，通常是堆。但是这里的

*vals

有什么作用呢？

我的问题是：替换版本与以下代码有何不同：

float read_and_process(int n)
{
    float *vals = malloc(sizeof(float) * n);

    for (int i = 0; i < n; ++i)
        vals[i] = read_val();

    float ret = process(n, vals);

    free(vals);

    return ret;
}

真正的 VLA 版本中的

process()

不会像上面的版本一样获取指向数组的指针吗？那为什么替换版本中要传入

*vals

呢？

Answer 1

区别在于

vals

的类型。

在替换版本中，

vals

的类型是

float (*)[n]

，而在您的版本中，

vals

的类型是

float *

。他们俩是不同的。

float (*vals)[n]

vals

是指向

n

float

数组的指针，即指向

float [n]

的指针。

当您取消引用

vals

即

*vals

时，它会给出

float [n]

类型，当它作为参数传递给函数时，会转换为指向

float

数组的第一个元素的指针，因为事实上， C，转换为指向数组对象初始元素的指针类型的数组（此规则有一些例外）。
这就是

*vals

被传递到替换版本中的

process()

函数的原因。

Answer 2

该构造在将 2D 数组传递给函数时具有优势。

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如果没有特殊指针，我们将不得不手动处理行索引：

void
process(int w,int h,float *arr)
{

    for (int y = 0;  y < h;  ++y) {
        for (int x = 0;  x < w;  ++x)
            arr[(y * h) + x] = (y * h) + x;
    }
}

---

使用特殊指针，我们可以传递维度：

void
process(int w,int h,float (*arr)[n])
{

    for (int y = 0;  y < h;  ++y) {
        for (int x = 0;  x < w;  ++x)
            arr[y][x] = (y * h) + x;
    }
}

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举个例子，这是我最近的一个答案，其中我将 2D 数组的

double **

伪实现（pointers 数组到

double

数组）转换为“真正的”2D 数组： OpenMP并行化效率非常低