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int **arrayPtr; 
arrayPtr = malloc(sizeof(int) * rows *cols + sizeof(int *) * rows);

在上面的代码中，我们试图在一次malloc调用中分配一个二维数组。 malloc占用多个字节并为那么多字节分配内存，但在上述情况下，如何malloc知道首先它必须分配一个指针数组，每个指针都指向一个一维数组？

malloc在这种特殊情况下如何在内部工作？

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二维数组与指向数组的指针数组不同。

int **arrayPtr没有定义二维数组。二维数组如下所示：

int array[2][3]

指向该数组第一个元素的指针如下所示：

int (*array)[3]

您可以指向一块内存：

int (*array)[3] = malloc(sizeof(int)*5*3);

注意它是如何索引的：

  • array[x]将扩展为*(array+x)，因此“向前 3 个整数的 x 数组”。
  • array[x][y]将扩展为*( *(array+x) + y)，因此“然后 y 向前整数”。

这里没有直接的指针数组，只有一个连续的内存块。

如果您有一个数组数组（与二维数组不同，通常使用int** ptr和一系列每行 malloc 完成），它会像：

  • ptr[x]将扩展为*(array+x)，因此“x 指针向前”
  • ptr[x][y]将扩展为*( *(array+x) + y)= "y ints forward"。

注意区别。两者都用 [x][y] 索引，但它们在内存中以不同的方式表示，并且索引以不同的方式发生。

于 2012-06-08T19:10:45.650 回答
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malloc 怎么知道首先它必须分配一个指针数组，每个指针都指向一个一维数组？

它没有；malloc只是分配您指定的字节数，它不知道如何将这些字节构造成聚合数据类型。

如果您尝试动态分配多维数组，您有多种选择。

如果您使用的是支持可变长度数组的 C99 或 C2011 编译器，您可以简单地将数组声明为

int rows;
int cols;
...
rows = ...;
cols = ...;
...
int array[rows][cols];

但是，VLA 存在许多问题；它们不适用于非常大的数组，它们不能在文件范围内声明，等等。

第二种方法是执行以下操作：

int rows;
int cols;
...
rows = ...;
cols = ...;
...
int (*arrayPtr)[cols] = malloc(sizeof *arrayPtr * rows);

在这种情况下，arrayPtr被声明为一个指向int带有cols元素的数组的指针，因此我们rows为每个元素分配数组cols。请注意，您只需编写arrayPtr[i][j];即可访问每个元素。指针算术规则的工作方式与常规二维数组相同。

如果您使用的不是支持 VLA 的 C 编译器，则必须采用不同的方法。

您可以将所有内容分配为单个块，但您必须将其作为一维数组访问，计算偏移量如下：

int *arrayPtr = malloc(sizeof *arrayPtr * rows * cols);
...
arrayPtr[i * rows + j] = ...;

或者您可以分两步分配它：

int **arrayPtr = malloc(sizeof *arrayPtr * rows);
if (arrayPtr)
{
  int i;
  for (i = 0; i < rows; i++)
  {
    arrayPtr[i] = malloc(sizeof *arrayPtr[i] * cols);
    if (arrayPtr[i])
    {
      int j;
      for (j = 0; j < cols; j++)
      {
        arrayPtr[i][j] = some_initial_value();
      }
    }
  }
}
于 2012-06-08T19:24:51.830 回答
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int **arrayPtr;不指向二维数组。它指向一个指针数组int。如果要创建二维数组，请使用：

int (*arrayPtr)[cols] = calloc(rows, sizeof *arrayPtr);
于 2012-06-08T23:09:07.763 回答
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malloc()不知道它需要分配一个指向数组的指针数组。它只是返回一块请求大小的内存。您当然可以通过这种方式进行分配，但是您需要初始化将用作指针的第一个“行”（或最后一个，甚至是列而不是行 - 但是您想这样做），以便它们指向该块中的适当区域。

这样做会更好，更有效：

int *arrayPtr = malloc(sizeof(int)*rows*cols);

这样做的缺点是您必须在每次使用时计算正确的索引，但您可以编写一个简单的辅助函数来做到这一点。你不会有使用[]引用元素的“便利”，但你可以拥有例如element(arrayPtr, x, y).

于 2012-06-08T18:16:56.197 回答
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我会将您的注意力转移到“[] 运算符做什么？”的问题上。

如果您打算通过 [] 运算符访问数组中的元素，那么您需要意识到它只能根据元素的大小进行偏移，除非提供了一些数组几何信息。

malloc 没有尺寸信息的规定，calloc - 明确的一维。另一方面，声明的数组 (arr[3][4]) 显式地为编译器指定维度。

因此，要以 arr[i][j] 的方式访问动态分配的多维数组，实际上是分配了目标维度大小的一维数组系列。你需要循环来做到这一点。

malloc 返回指向堆内存的普通指针，没有关于几何或数据类型的信息。因此 [][] 不起作用，您需要手动进行偏移。

因此，无论 []-indexing 是您的优先级还是批量分配，都由您决定。

于 2012-06-08T22:04:34.787 回答