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C語言實現(xiàn)切片數(shù)組的示例詳解

 更新時間：2024年03月25日 08:52:12   作者：CodeOfCC  
由于c語言沒有集合類的標(biāo)準(zhǔn)庫,需要用時只能自己實現(xiàn),所以本文參考了go語言的slice,找到了一種非常簡化的動態(tài)數(shù)組接口,下面我們就來看看如何在C語言中實現(xiàn)切片吧

前言

由于c語言沒有集合類的標(biāo)準(zhǔn)庫，需要用時只能自己實現(xiàn)，由于c語言沒有泛型，使得實現(xiàn)的集合類接口通常比較另類，很多時候都需要二級指針作為參數(shù)，且不支持字面量作為參數(shù)，使用時心智負擔(dān)較重。本文參考go語言的slice，找到了一種非常簡化的動態(tài)數(shù)組接口，可以極大的方便使用。

一、接口定義

1、創(chuàng)建切片

指定元素類型，以及容量即可以創(chuàng)建切片，返回是一個數(shù)組

/// <summary>
/// 創(chuàng)建切片
/// </summary>
/// <param name="t">元素類型</param>
/// <param name="cap">切片容量</param>
/// <returns>切片數(shù)組</returns>
#define make(t,cap)

2、銷毀切片

與go語言不同，c語言需要管理內(nèi)存。用完后的切片需要銷毀。

/// <summary>
/// 銷毀切片
/// </summary>
/// <param name="a">切片數(shù)組</param>
#define unmake(a)

3、添加元素

可以添加元素也可以添加數(shù)組，數(shù)組長度會自動增長。

/// <summary>
/// 添加元素、數(shù)組
/// </summary>
/// <param name="a">切片數(shù)組</param>
/// <param name="e">元素、數(shù)組</param>
/// <param name="l">[可選]數(shù)組長度，e為數(shù)組時需要此項</param>
#define append(...)

4、切片長度

獲取切片長度

/// <summary>
/// 切片長度
/// </summary>
/// <param name="a">切片數(shù)組</param>
/// <returns>切片長度</returns>
#define len(a)

5、切片容量

獲取切片容量

/// <summary>
/// 切片容量
/// </summary>
/// <param name="a">切片數(shù)組</param>
/// <returns> 切片容量</returns>
#define cap(a)

二、完整代碼

slice.h

#ifndef SLICE_H
#define SLICE_H
#include<stddef.h>
/************************************************************************
* @Project:      Slice
* @Decription:  切片
* 相當(dāng)于動態(tài)數(shù)組，用法與go語言的slice類似
* @Verision:      v1.0.0
* @Author:      Xin Nie
* @Create:      2024/03/25 01:02:00
* @LastUpdate:  2024/03/25 01:02:00
************************************************************************
* Copyright @ 2024. All rights reserved.
************************************************************************/
/// <summary>
/// 創(chuàng)建切片
/// </summary>
/// <param name="t">元素類型</param>
/// <param name="cap">切片容量</param>
/// <returns>切片數(shù)組</returns>
#define make(t,cap)_slice_make(sizeof(t),cap)
/// <summary>
/// 銷毀切片
/// </summary>
/// <param name="a">切片數(shù)組</param>
#define unmake(a)_slice_umake(a);a=0
/// <summary>
/// 添加元素、數(shù)組
/// </summary>
/// <param name="a">切片數(shù)組</param>
/// <param name="e">元素、數(shù)組</param>
/// <param name="l">[可選]數(shù)組長度，e為數(shù)組時需要此項</param>
#define append(...)_ACF_COUNT_ARG(__VA_ARGS__)
/// <summary>
/// 切片長度
/// </summary>
/// <param name="a">切片數(shù)組</param>
/// <returns>切片長度</returns>
#define len(a) _slice_len( a)
/// <summary>
/// 切片容量
/// </summary>
/// <param name="a">切片數(shù)組</param>
/// <returns>切片容量</returns>
#define cap(a) _slice_cap( a)
///私有方法
#define _ACF_ARG_T(t)  t 
#define _ACF_ARG_N(a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12,a13,a14,a15,a16,N,...)  N
#define _ARG_N_HELPER(...)  _ACF_ARG_T(_ACF_ARG_N(__VA_ARGS__))  
#define _ACF_COUNT_ARG(...)  _ARG_N_HELPER(__VA_ARGS__,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,_APPEND_ARRAY(__VA_ARGS__),_APPEND(__VA_ARGS__),1 ,0) 
#define _APPEND(a,e)a=_slice_append(a,0,sizeof(*a));a[len(a)-1] = e
#define _APPEND_ARRAY(a,e,l)_slice_appendArray(a,sizeof(*e),e,l)
void* _slice_make(size_t elementSize, size_t sliceCap);
void* _slice_append(void* array, void* element, size_t elementSize);
void* _slice_appendArray(void* array, size_t elementSize, void* array2, size_t array2Size);
size_t _slice_len(void* array);
size_t _slice_cap(void* array);
void _slice_umake(void* array);
#endif

slice.c

#include "slice.h"
#include<stdlib.h>
typedef struct Slice {
	int length;
	int capacity;
	int elementSize;
}Slice;

void* _slice_make(size_t elementSize, size_t sliceCap) {
	Slice* slice = malloc(elementSize * sliceCap + sizeof(Slice));
	if (slice)
	{
		slice->capacity = sliceCap;
		slice->elementSize = elementSize;
		slice->length = 0;
		return slice + 1;
	}
	return NULL;
}

void* _slice_append(void* array, void* element, size_t elementSize) {
	Slice* slice = (array ? (Slice*)array : (Slice*)_slice_make(elementSize, 4)) - 1;
	if (slice->capacity == slice->length) {
		slice->capacity = slice->capacity == 0 ? 4 : slice->capacity * 2;
		if ((slice = realloc(slice, slice->capacity * slice->elementSize + sizeof(Slice))) == NULL)return NULL;
	}
	if(element)
	{
		char* p = slice + 1;
		memcpy(p + slice->elementSize * slice->length, element, slice->elementSize);
	}
	slice->length++;
	return  slice + 1;
}

void* _slice_appendArray(void* array, size_t elementSize, void* array2, size_t array2Size) {
	Slice* slice = (array ? (Slice*)array : (Slice*)_slice_make(elementSize, array2Size)) - 1;
	int newCap = slice->capacity;
	while (newCap < slice->length+ array2Size) {
		newCap << 1;
	}
	if (slice->capacity < newCap) {
		slice->capacity = newCap;
		if ((slice = realloc(slice, slice->capacity * slice->elementSize + sizeof(Slice))) == NULL)return NULL;
	}
	char* p = slice + 1;
	memcpy(p + slice->elementSize * slice->length, array2, slice->elementSize * array2Size);
	slice->length += array2Size;
	return  slice + 1;
}

size_t _slice_len(void* array) {
	if (!array)return 0;
	Slice* slice = (Slice*)array - 1;
	return slice->length;
}

size_t _slice_cap(void* array) {
	if (!array)return 0;
	Slice* slice = (Slice*)array - 1;
	return slice->capacity;
}

void _slice_umake(void* array) {
	if (array)
	{
		Slice* slice = (Slice*)array - 1;
		free(slice);
	}
}

三、使用示例

1、一般使用流程

#include"slice.h"
#include<stdio.h>
void main() {
    //創(chuàng)建切片，返回的是數(shù)組完全可以當(dāng)成數(shù)組使用，通過len可以獲取數(shù)組長度。
    int* a = make(int, 0);
    int b[] = { 1,2,3 };
    //添加元素
    a = append(a, 6510);
    //添加數(shù)組
    a = append(a, b, 3);
    //循環(huán)添加元素
    for (int i = 0; i < 1024; i++)
    {
        a = append(a, i);
    }
    //遍歷切片
    for (int i = 0; i < len(a); i++)
    {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    //銷毀切片
    unmake(a);
}

效果預(yù)覽

2、直接append

#include"slice.h"
#include<stdio.h>
void main() {

	//數(shù)組為空時可以直接通過append產(chǎn)生切片
	int* a = NULL;
	int b[] = { 1,2,3 };
	//添加元素
	a = append(a, 6510);
	//添加數(shù)組
	a = append(a, b, 3);
	//循環(huán)添加元素
	for (int i = 0; i < 1024; i++)
	{
		a = append(a, i);
	}
	//遍歷切片
	for (int i = 0; i < len(a); i++)
	{
		printf("%d ", a[i]);
	}
	//銷毀切片
	unmake(a);
}

3、自定義類型

typedef struct VideoScale {
    int align;
    int width;
    int height;
    enum AVPixelFormat format;
    struct SwsContext* ctx;
    AVFrame* frame;
} VideoScale;

VideoScale* video_scales = NULL;
VideoScale t;
video_scales = append(video_scales, t);
for (int i = 0; i < len(video_scales);i++) {
    int frame = video_scales[i].frame;
    //其他操作略...
}
unmake(is->video_scales);

總結(jié)

本文僅僅簡單實現(xiàn)了切片，這種方式使用動態(tài)數(shù)組會很方便，這是一種新的思路，其他的集合類型也可以考慮用這種方式實現(xiàn)，尤其是能夠統(tǒng)一一套接口，且簡單易用，將能極大的提高c語言開發(fā)效率。

以上就是C語言實現(xiàn)切片數(shù)組的示例詳解的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于C語言切片的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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