面试题：C语言二维数组初始化的复杂场景

Question

假设有一个5行5列的二维整数数组，要求使用动态内存分配并通过不同的初始化方式（如部分初始化、按行初始化等）来设置数组的值，使得数组对角线上的元素为1，其余元素为0。编写完整的C代码实现这一功能，并解释每种初始化方式的特点。

Answer 1

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 部分初始化方式
void partialInitialization(int **arr, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        for (int j = 0; j < size; j++) {
            if (i == j) {
                arr[i][j] = 1;
            } else {
                arr[i][j] = 0;
            }
        }
    }
}

// 按行初始化方式
void rowInitialization(int **arr, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        for (int j = 0; j < size; j++) {
            arr[i][j] = 0;
        }
        arr[i][i] = 1;
    }
}

// 打印数组
void printArray(int **arr, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        for (int j = 0; j < size; j++) {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

int main() {
    int size = 5;
    int **arr = (int **)malloc(size * sizeof(int *));
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        arr[i] = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    }

    // 使用部分初始化方式
    partialInitialization(arr, size);
    printf("部分初始化后的数组:\n");
    printArray(arr, size);

    // 释放内存
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        free(arr[i]);
    }
    free(arr);

    // 重新分配内存
    arr = (int **)malloc(size * sizeof(int *));
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        arr[i] = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    }

    // 使用按行初始化方式
    rowInitialization(arr, size);
    printf("\n按行初始化后的数组:\n");
    printArray(arr, size);

    // 释放内存
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        free(arr[i]);
    }
    free(arr);

    return 0;
}

部分初始化方式特点

• 初始化逻辑：在遍历二维数组的每一个元素时，判断当前元素是否在对角线上，如果是则赋值为1，否则赋值为0。
• 优点：逻辑直接，易于理解，能够精确控制每个元素的赋值过程。
• 缺点：对于大型数组，这种逐个元素判断的方式可能效率较低，因为每次循环都要进行条件判断。

按行初始化方式特点

• 初始化逻辑：先将每一行的所有元素初始化为0，然后再将每行的对角元素赋值为1。
• 优点：先整体初始化每行，减少了条件判断的次数，对于大型数组在一定程度上提高了初始化效率。
• 缺点：代码结构相对复杂一点，需要先进行整体初始化，再进行对角线元素的特殊赋值。