c - C在使用malloc时如何为2D(3D ...)数组分配空间？

Question

我在理解 C 如何为 2D(或更多维)数组分配空间时遇到问题，尤其是当我们使用 malloc 等时。拿程序在this question例如。

首先定义一个一维指针数组，然后将指向一维数据数组(在本例中为字符串)的指针放入第一个一维数组的每个框中。所以不能保证整个二维数组是连续的(上一行的最后一个单元格后面是下一行的第一个单元格)。每个 1D 数据数组都可以很远，只有它们的指针是连续的。我是对的还是我错过了什么？如果您能帮我澄清一下，我将不胜感激。

Answer 1

有多种方法可以实现，具体取决于您将如何访问它。您可以确保数组的主体是连续的，也可以避免这种情况。对于字符串数组，您通常不会费心让数组的主体连续。对于整数或 double 的二维(等)数组，通常会使数组的主体连续。

在示例中，数组的数据类型是泛型类型 T，假定为数字，因此可以为数组元素分配 0。这些示例不会错误检查内存分配；他们应该在生产代码中。

使用计算索引进行数组访问——连续的数组主体

int n1 = 5;
int n2 = 6;

T *a = malloc(n1 * n2 * sizeof(T));

for (int i = 0; i < n1; i++)
    for (int j = 0; j < n2; j++)
        a[i * n2 + j] = 0;

free(a);

双下标数组访问——连续的数组体

int n1 = 5;
int n2 = 6;

T **a = malloc(n1 * sizeof(T*));
T  *b = malloc(n1 * n2 * sizeof(T));

for (int i = 0; i < n1; i++)
    a[i] = &b[i * n2];

for (int i = 0; i < n1; i++)
    for (int j = 0; j < n2; j++)
        a[i][j] = 0;

free(b);
free(a);

双下标数组访问——不连续的数组体

int n1 = 5;
int n2 = 6;

T **a = malloc(n1 * sizeof(T*));

for (int i = 0; i < n1; i++)
    a[i] = malloc(n2 * sizeof(T));

for (int i = 0; i < n1; i++)
    for (int j = 0; j < n2; j++)
        a[i][j] = 0;

for (int i = 0; i < n1; i++)
    free(a[i]);
free(a);