在C中交换2个数组

Question

我需要在一个函数中交换2个数组的值。问题是我可以更改主体中的任何内容，仅更改函数本身即可。它应该接收2个整数数组，并交换它们。问题是，我不知道数组的大小，出于我的理解，它们甚至可以是不同的大小。尝试以下代码：

    int main()
{
    int size = 4;  //Please notice that I'm using this only to print the array
    int a[] = {1,2,3,4};
    int b[] = {5,6,7,8};
    printArr(a,"a",size);
    printArr(b,"b",size);
    swapArray(a,b);
    printf("Swapped:\n");
    printArr(a,"a",size);
    printArr(b,"b",size);
}

和这个功能：

 void swapArray(int **a,int **b)
{
    int *p = *a;
    *a = *b;
    *b = p;
}

而printArr只是打印数组：

void printArr(int arr[],char name[],int size)
{
    printf("%s:\t",name);
    for(int i=0;i<size;i++){
        printf("%d\t",arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

我得到一个非常奇怪的结果：

a:   1    2    3   4
b:   5    6    7   8
Swapped:
a:   5    6    3   4
b:   1    2    7   8

我想了解为什么会这样，而不仅仅是可行的解决方案。谢谢 ：）

Answer 1

我猜在您的平台上，指针的大小为64位，而in的大小为32位。

调用时swapArray，编译器会隐式地将您的数组重新解释int为指针数组。（这些是指向的指针，int但这与此处无关）。 swapArray然后只交换这些指针数组的第一个元素。

幸运的是，您原来的int阵列足够大，因此不会发生非法访问。

由于指针是64位，因此对应于int被交换的两个位。

Answer 2

在这次通话中

swapArray(a,b);

参数表达式具有类型，int *而函数参数具有类型int **。没有从类型int *到类型的隐式转换int **。因此编译器应发出诊断消息。

在任何情况下，实现的交换功能都没有意义。您的程序至少有未定义的行为，因为它试图交换指针而不是数组本身。

考虑到数组不是指针，尽管在极少数例外的表达式中它们确实被隐式转换为指向它们的第一个元素的指针。

要交换两个数组的元素，您必须单独交换每对元素。并且您必须提供数组中的元素数。否则数组需要有一个哨兵值。

这是一个演示程序，展示了如何定义函数 swap。

#include <stdio.h>

void printArr( const int a[], size_t n, const char *s )
{
    printf( "%s:\t", s );

    for ( size_t i = 0; i < n; i++ )
    {
        printf( "%d ", a[i] );
    }
    putchar( '\n' );
}

void swapArray( int *a, int *b, size_t n )
{
    for ( size_t i = 0; i < n; i++ )
    {
        int tmp = a[i];
        a[i] = b[i];
        b[i] = tmp;
    }
}

int main(void) 
{
    enum { N = 4 };
    int a[N] = { 1, 2, 3, 4 };
    int b[N] = { 5, 6, 7, 8 };

    printArr( a, N, "a" );
    printArr( b, N, "b" );
    putchar( '\n' );

    swapArray( a, b, N );


    printArr( a, N, "a" );
    printArr( b, N, "b" );
    putchar( '\n' );

    return 0;
}

它的输出是

a:  1 2 3 4 
b:  5 6 7 8 

a:  5 6 7 8 
b:  1 2 3 4 

您可以使用指针交换原始数组的视觉表示。但在这种情况下，数组本身不会被交换。

考虑以下程序。

#include <stdio.h>

void printArr( const int a[], size_t n, const char *s )
{
    printf( "%s:\t", s );

    for ( size_t i = 0; i < n; i++ )
    {
        printf( "%d ", a[i] );
    }
    putchar( '\n' );
}

void swapArray( int **a, int **b )
{
    int *tmp = *a;
    *a = *b;
    *b = tmp;
}

int main(void) 
{
    enum { N = 4 };
    int a[N] = { 1, 2, 3, 4 };
    int b[N] = { 5, 6, 7, 8 };

    printArr( a, N, "a" );
    printArr( b, N, "b" );
    putchar( '\n' );

    int *pa = a;
    int *pb = b;

    swapArray( &pa, &pb );

    printArr( pa, N, "pa" );
    printArr( pb, N, "pb" );
    putchar( '\n' );

    printArr( a, N, "a" );
    printArr( b, N, "b" );
    putchar( '\n' );

    return 0;
}

它的输出是

a:  1 2 3 4 
b:  5 6 7 8 

pa: 5 6 7 8 
pb: 1 2 3 4 

a:  1 2 3 4 
b:  5 6 7 8 

如您所见，数组没有交换。然而，指向数组第一个元素的指针被交换了。使用指针可以模拟数组的交换。

与 C 相反，C++ 有一个std::swap用于数组的模板函数，确实可以像这样调用

std::swap( a, b );