数组的顺序表示和实现

// c5-1.h 数组的顺序存储表示(见图5.1)
#include<stdarg.h> // 标准头文件，提供宏va_start，va_arg和va_end，用于存取变长参数表
#define MAX_ARRAY_DIM 8 // 假设数组维数的最大值为8
struct Array
{
	ElemType *base; // 数组元素基址，由InitArray分配
	int dim; // 数组维数
	int *bounds; // 数组维界基址，由InitArray分配
	int *constants; // 数组映象函数常量基址，由InitArray分配
};

// bo5-1.cpp 顺序存储数组(存储结构由c5-1.h定义)的基本操作(5个)
Status InitArray(Array &A,int dim,...)
{ // 若维数dim和各维长度合法，则构造相应的数组A，并返回OK(见图5.2)
	int elemtotal=1,i; // elemtotal是数组元素总数，初值为1(累乘器)
	va_list ap;
	if(dim<1||dim>MAX_ARRAY_DIM)
		return ERROR;
	A.dim=dim;
	A.bounds=(int *)malloc(dim*sizeof(int));
	if(!A.bounds)
		exit(OVERFLOW);
	va_start(ap,dim);
	for(i=0;i<dim;++i)
	{
		A.bounds[i]=va_arg(ap,int);
		if(A.bounds[i]<0)
			return UNDERFLOW; // 在math.h中定义为4
		elemtotal*=A.bounds[i];
	}
	va_end(ap);
	A.base=(ElemType *)malloc(elemtotal*sizeof(ElemType));
	if(!A.base)
		exit(OVERFLOW);
	A.constants=(int *)malloc(dim*sizeof(int));
	if(!A.constants)
		exit(OVERFLOW);
	A.constants[dim-1]=1;
	for(i=dim-2;i>=0;--i)
		A.constants[i]=A.bounds[i+1]*A.constants[i+1];
	return OK;
}
void DestroyArray(Array &A)
{ // 销毁数组A(见图5.3)
	if(A.base)
		free(A.base);
	if(A.bounds)
		free(A.bounds);
	if(A.constants)
		free(A.constants);
	A.base= A.bounds=A.constants=NULL;
	A.dim=0;
}
Status Locate(Array A,va_list ap,int &off) // Value()、Assign()调用此函数
{ // 若ap指示的各下标值合法，则求出该元素在A中的相对地址off
	int i,ind;
	off=0;
	for(i=0;i<A.dim;i++)
	{
		ind=va_arg(ap,int);
		if(ind<0||ind>=A.bounds[i])
			return OVERFLOW;
		off+=A.constants[i]*ind;
	}
	return OK;
}
Status Value(ElemType &e,Array A,...) // 在VC++中，...之前的形参不能是引用类型
{ // ...依次为各维的下标值，若各下标合法，则e被赋值为A的相应的元素值
	va_list ap;
	int off;
	va_start(ap,A);
	if(Locate(A,ap,off)==OVERFLOW) // 调用Locate()
		return ERROR;
	e=*(A.base+off);
	return OK;
}
Status Assign(Array A,ElemType e,...) // 变量A的值不变，故不需要&
{ // ...依次为各维的下标值，若各下标合法，则将e的值赋给A的指定的元素
	va_list ap;
	int off;
	va_start(ap,e);
	if(Locate(A,ap,off)==OVERFLOW) // 调用Locate()
		return ERROR;
	*(A.base+off)=e;
	return OK;
}

// main5-1.cpp 检验bo5-1.cpp的主程序
#include"c1.h"
typedef int ElemType;
#include"c5-1.h"
#include"bo5-1.cpp"
void main()
{
	Array A;
	int i,j,k,*p,dim=3,bound1=3,bound2=4,bound3=2; // A[3][4][2]数组
	ElemType e,*p1;
	InitArray(A,dim,bound1,bound2,bound3); // 构造3×4×2的3维数组A(见图5.2)
	p=A.bounds;
	printf("A.bounds=");
	for(i=0;i<dim;i++) // 顺序输出A.bounds
		printf("%d ",*(p+i));
	p=A.constants;
	printf("\nA.constants=");
	for(i=0;i<dim;i++) // 顺序输出A.constants
		printf("%d ",*(p+i));
	printf("\n%d页%d行%d列矩阵元素如下:\n",bound1,bound2,bound3);
	for(i=0;i<bound1;i++)
	{
		for(j=0;j<bound2;j++)
		{
			for(k=0;k<bound3;k++)
			{
				Assign(A,i*100+j*10+k,i,j,k); // 将i×100+j×10+k赋值给A[i][j][k]
				Value(e,A,i,j,k); // 将A[i][j][k]的值赋给e
				printf("A[%d][%d][%d]=%2d ",i,j,k,e); // 输出A[i][j][k]
			}
			printf("\n");
		}
		printf("\n");
	}
	p1=A.base;
	printf("A.base=\n");
	for(i=0;i<bound1*bound2*bound3;i++) // 顺序输出A.base
	{
		printf("%4d",*(p1+i));
		if(i%(bound2*bound3)==bound2*bound3-1)
			printf("\n");
	}
	printf("A.dim=%d\n",A.dim);
	DestroyArray(A);
}

代码运行结果：

A.bounds=3 4 2
A.constants=8 2 1
3页4行2列矩阵元素如下:
A[0][0][0]= 0 A[0][0][1]= 1
A[0][1][0]=10 A[0][1][1]=11
A[0][2][0]=20 A[0][2][1]=21
A[0][3][0]=30 A[0][3][1]=31


A[1][0][0]=100 A[1][0][1]=101
A[1][1][0]=110 A[1][1][1]=111
A[1][2][0]=120 A[1][2][1]=121
A[1][3][0]=130 A[1][3][1]=131


A[2][0][0]=200 A[2][0][1]=201
A[2][1][0]=210 A[2][1][1]=211
A[2][2][0]=220 A[2][2][1]=221
A[2][3][0]=230 A[2][3][1]=231


A.base=
   0   1  10  11  20  21  30  31
 100 101 110 111 120 121 130 131
 200 201 210 211 220 221 230 231
A.dim=3
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bo5-1.cpp 中有些函数的形参有“...”，它代表变长参数表，即“...”可用若干个实参
取代。这很适合含有维数不定的数组的函数。因为如果是两维数组，参数中要包括两维的
长度，两个整型量；而如果是三维数组，则参数中要包括三维的长度，三个整型量。随着
所构造的数组的维数不同，参数的个数也不同。这就必须使用变长参数表才能解决参数个
数不定的问题。C 语言教材中介绍变长参数表的不多，有兴趣的读者可参阅西安交通大学
出版社出版的《精讲多练C 语言》（冯博琴、刘路放主编）相关章节。algo5-2.cpp 是采用
变长参数表的一个实例。

// algo5-2.cpp 变长参数表(函数的实参个数可变)编程示例
#include"c1.h"
#include<stdarg.h> // 实现变长参数表要包括的头文件
typedef int ElemType;
ElemType Max(int num,...) // ...表示变长参数表,位于形参表的最后，前面必须至少有一个固定参数
{ // 函数功能：返回num个数中的最大值
	va_list ap; // 定义ap是变长参数表类型(C语言的数据类型)
	int i;
	ElemType m,n;
	if(num<1)
		exit(ERROR);
	va_start(ap,num); // ap指向固定参数num后面的实参表
	m=va_arg(ap,ElemType);//依次读取ap所指的实参(以逗号为分隔符)作为ElemType类型实参,ap向后移
	for(i=1;i<num;++i)
	{
		n=va_arg(ap,ElemType); // 同上
		if(m<n)
			m=n;
	}
	va_end(ap); // 与va_start()配对，结束对变长参数表的读取，ap不再指向变长参数表
	return m;
}
void main()
{
	printf("1.最大值为%d\n",Max(4,7,9,5,8)); // 在4个数中求最大值，ap最初指向“7,9,5,8”
	printf("2.最大值为%d\n",Max(3,17,36,25)); // 在3个数中求最大值，ap最初指向“17,36,25”
}

代码的运行结果：

/*
1.最大值为9
2.最大值为36
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*/