Ma perché qual'è il problema?
Nel caso sia una matrice 3x3 per memorizzare la diagonale principale fa tre cicli:
1) v[0]=matrice[0][0];
2) v[1]=matrice[1][1];
3) v[2]=matrice[2][2];

e non c'è nessuna doppia acquisizione!!

Per memorizzare l'altra diagonale dichiari v2[max] e fai ancora un ciclo:
1) v2[0] = matrice[0][2]
2) v2[1] = matrice[1][1]
3) v2[2] = matrice[2][0]
se noti v[1] e v2[1] hanno entrambi matrice[1][1].. è questo che intendo evitare