c - 创建一个二维数组变量，指向与现有一维数组相同的内存

Question

我正在为一个学校项目实施 AES。我有一个函数 aes_block，它接受 uint8_t 的一维数组（长度为 16）作为消息；我想就地加密这条消息。第一步是将字节 in[0], in[1], ... in[15] 映射到二维状态数组 s[0,0], s[1,0], s[2, 0], s[3,0], s[0,1], ..., s[3,3]，由 FIPS 197 指定。我尝试这样做：

void aes_block(int keylen, const uint8_t *key, uint8_t *msg){
    uint8_t state[4][4] = msg;
    ...
}

允许我通过 state[col][row] 来索引状态数组。这给了我一个编译器错误“无效的初始化程序”；我怎样才能完成我想做的事情？

Answer 1

uint8_t (*state)[4] = (uint8_t (*)[4]) msg;

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解释：

您想将 的字节重新解释msg为 4×4 数组uint8_t。您可以定义state为指向此类数组的指针：

uint8_t (*state)[4][4] = (uint8_t (*)[4][4]) msg;

但是，您随后必须使用(*state)[i][j].

相反，我们只是认识到 C 通常将数组转换为指向其第一个元素的指针，这使得数组索引工作得很好。所以我们模仿它并自己进行转换：我们声明state为指向数组数组的第一个元素的指针。所以，state是指向第一个数组的指针 4 uint8_t。然后state可以像使用普通数组一样使用：state[i][j]是第 i 个数组的第 j 个元素。

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注意：如果uint8_t是字符类型，就像在主流硬件的所有普通 C 实现中一样，这种重新解释由 C 标准定义。

Answer 2

一个常见的解决方案是对数组进行不同的寻址。

而不是arr[i][j]，您可以使用arr[i*4+j]. 最终结果是一样的，但不需要将数组复制成二维数组。

Answer 3

现在，您正在将指向 a 的指针分配给suint8_t的二维数组uint8_t，这就是您收到该错误的原因。

您需要state单独初始化变量，然后使用for循环一次为其分配msg一个条目。