如何将简单指针强制转换为固定大小的多维数组？

Question

我有一个函数,它采用指向浮点数组的指针.基于其他条件,我知道指针实际上指向2x2 OR 3x3矩阵.(实际上内存最初是这样分配的,例如float M [2] [2])重要的是我想在函数体中做出这个决定,而不是作为函数参数.

void calcMatrix( int face, float * matrixReturnAsArray )
{
    // Here, I would much rather work in natural matrix notation
    if( is2x2 )
    {
        // ### cast matrixReturnAsArray to somethingAsMatrix[2][2]
        somethingAsMatrix[0][1] = 2.002;
        // etc..
    }
    else if(is3x3)
    { //etc...
    }

}

我知道我可以使用模板和其他技术来更好地解决这个问题.我的问题是关于如何在###评论中进行这样的演员表.使用C++.

Answer 1

float (*somethingAsMatrix)[2] = (float (*)[2]) matrixReturnAsArray;

Answer 2

float *可以指向浮点数数组的第一个元素，并且应该可以将该数组类型重新解释为可广播的。并且该转换的结果可能指向a的第一个元素，float [][]因此应重新解释为可转换为该类型，依此类推。您应该能够撰写这样的演员表并直接做

float (&arr)[2][2] = *reinterpret_cast<float (*)[2][2]>(matrixReturnAsArray);

类型的参数float **不相同，因此不应以这种方式使用。

为避免出现未定义的行为，指针必须源自实际的多维数组，并且如果float*直接使用，则不能访问多维矩阵的第一行。

void foo(float *f) {
    f[3] = 10.;

    float (&arr)[2][2] = *reinterpret_cast<float (*)[2][2]>(f);
    arr[1][1] = 10.;
}

void main() {
    float a[2][2];
    foo(&a[0][0]); // f[3] = 10.; is undefined behavior, arr[1][1] = 10. is well defined

    float b[4];
    foo(&b[0]); // f[3] = 10.; is well-defined behavior, arr[1][1] = 10. is undefined
}

由于float arr[2][2];没有保证&arr[0][1] + 1是一样的&arr[1][0]，据我已经能够确定。因此，尽管您可以这样做f[i*width + j]将一维数组用作多维数组，但是您不能像对待一维数组那样对待多维数组。

最好使用C ++的编译时类型安全性，而不是仅仅依赖于不意外传递错误的内容或执行错误的reinterpret_cast。为了使用原始数组获得类型安全，您应该使用对所需原始数组类型的引用：

void foo(float (&f)[2][2]) {}
void foo(float (&f)[3][3]) {}

如果要按值传递数组，则不能使用原始数组，而应使用诸如std :: array之类的东西：

void foo(std::array<std::array<float,2>,2> f) {}
void foo(std::array<std::array<float,3>,3> f) {}