C语言求解「按条件转二维数组」函数参数与返回值疑问

问题背景 #

我在C语言中解决「将数组转换为满足条件的二维数组」问题时，搞不懂函数的返回要求，以及指针returnSize、二级指针returnColumnSizes这两个参数的用途。

原题要求 #

给定整数数组nums，需创建满足以下条件的二维数组：

• 仅包含nums的所有元素；
• 每一行的整数均不重复；
• 行数尽可能少；
• 返回结果数组，多解时返回任意一个即可。
  注：二维数组每行元素数量可不同。

示例

输入：nums = [1,3,4,1,2,3,1]
输出：[[1,3,4,2],[1,3],[1]]
解释：该二维数组各行元素无重复，使用了所有nums元素，且无法用少于3行实现。

函数模板 #

/*
 * Return an array of arrays of size *returnSize.
 * The sizes of the arrays are returned as *returnColumnSizes array.
 * Note: Both returned array and *columnSizes array must be malloced, assume caller calls free().
 */

int** findMatrix(int* nums, int numsSize, int* returnSize, int** returnColumnSizes){

}

核心问题解析 #

函数返回要求 #

你需要返回一个int**类型的指针，也就是动态分配的二维数组的首地址——这个二维数组就是构造出的符合条件的结果。注意：

• 这个二维数组必须用malloc（或相关内存分配函数）动态开辟内存，因为调用方会负责后续的内存释放操作。
• 二维数组的每一行也需要单独用malloc分配内存，存储对应行的元素。

参数returnSize的用途 #

这是一个输出型参数，用来传递返回的二维数组的行数给调用方。

• 你需要在函数内部计算出结果的行数（比如示例中的3行），然后把这个数值赋值给*returnSize。
• 调用方通过读取returnSize指向的变量，就能知道返回的二维数组有多少行。

参数returnColumnSizes的用途 #

这同样是一个输出型参数，用来传递返回的二维数组中每一行的元素个数给调用方。

1. 首先你需要动态分配一个大小为*returnSize的int数组（用malloc），这个数组的每个元素对应二维数组中某一行的长度。比如示例中，这个数组就是[4,2,1]。
2. 然后把这个数组的地址赋值给*returnColumnSizes，这样调用方就能通过这个指针获取到每一行的元素数量。
3. 注意这个数组也必须是动态分配的，因为调用方会负责释放它。

为什么需要这两个参数？ #

C语言没有内置的动态数组结构，当你返回一个二维数组时，调用方无法直接得知数组的行数，也无法得知每一行的元素个数。这两个输出参数就是用来把这些必要的元数据传递给调用方，让调用方能够正确遍历和使用返回的二维数组。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Harshit Singh