二維數(shù)組定義以及動態(tài)分配空間

下面三種定義形式怎么理解？怎么動態(tài)分配空間？
(1)、int **Ptr;
(2)、int *Ptr[ 5 ]; 我更喜歡寫成 int* Prt[5];
(3)、int ( *Ptr )[ 5 ];

此文引自網(wǎng)上，出處不詳，但是覺得非常好。略改了一點。

多維數(shù)組一向很難，一般都采用一維數(shù)組，但是一旦要用到還真是頭疼。 閑話少說，這里我就以三個二維數(shù)組的比較來展開討論：
(1)、int **Ptr;
(2)、int *Ptr[ 5 ]; 我更喜歡寫成 int* Prt[5];
(3)、int ( *Ptr )[ 5 ];
以上三例都是整數(shù)的二維數(shù)組，都可以用形如 Ptr[ 1 ][ 1 ] 的 方式訪問其內(nèi)容；但它們的差別卻是很大的。下面我從四個方面對它們進行討論：
???? 一、內(nèi)容：
??????? 它們本身都是指針，它們的最終內(nèi)容都是整數(shù)。注意我這里說的是最終內(nèi)容，而不是中間內(nèi)容，比如你寫 Ptr[ 0 ]，對于三者來說，其內(nèi)容都是一個整數(shù)指針，即 int *；Ptr[1][1] 這樣的形式才是其最終內(nèi)容。
???? 二、意義：
??????? (1)、int **Ptr 表示指向"一群"指向整數(shù)的指針的指針。
??????? (2)、int *Ptr[ 5 ] 表示指向 5 個指向整數(shù)的指針的指針,或者說Ptr有5個指向"一群"整數(shù)的指針，Ptr是這5個指針構(gòu)成的數(shù)組的地址。
??????? (3)、int ( *Ptr )[ 5 ] 表示指向"一群"指向 5 個整數(shù)數(shù)組的指針的指針。
???? 三、所占空間：
??????? (1)、int **Ptr 和 (3)、int ( *Ptr )[ 5 ] 一樣，在32位平臺里，都是4字節(jié)，即一個指針。
??????? 但 (2)、int *Ptr[ 5 ] 不同，它是 5 個指針，它占5 * 4 = 20 個字節(jié)的內(nèi)存空間。
???? 四、用法：
??????? (1)、int **Ptr
??????? 因為是指針的指針，需要兩次內(nèi)存分配才能使用其最終內(nèi)容。首 先，Ptr = ( int ** )new int *[ 5 ]；這樣分配好了以后，它和(2)的意義相同了；然后要分別對 5 個指針進行內(nèi)存分配，例如：
?? Ptr[ 0 ] = new int[ 20 ];?

　　它表示為第 0 個指針分配 20 個整數(shù)，分配好以后， Ptr[ 0 ] 為指向20個整數(shù)的數(shù)組。這時可以使用下標用法 Ptr[ 0 ][ 0 ] 到Ptr[ 0 ][ 19 ] 了。
?????? 如果沒有第一次內(nèi)存分配，該 Ptr 是個"野"指針，是不能使用的，如果沒有第二次內(nèi)存分配，則 Ptr[ 0 ] 等也是個"野"指針，也是不能用的。當然，用它指向某個已經(jīng)定義的地址則是允許的，那是另外的用法（類似于"借雞生蛋"的做法），這里不作討論（下同）。

?

例子：

C語言：

//動態(tài)分配二維數(shù)組空間
{
?? m_iHight=10;//二維數(shù)組的高度
　m_i;//二維數(shù)組的寬度
//動態(tài)分配一個二維數(shù)組m_ppTable內(nèi)存空間
//其類型為int
?? //m_ppTable指向該數(shù)組
?? int **m_ppTable;
?? m_ppTable=new int *[m_iHight];

//動態(tài)分配m_iHight個類型為int *的內(nèi)存空間
//分配的是行地址空間
?? for(int i=0;i
??????????? m_ppTable[i]= new int[m_iWidth];

?? //動態(tài)分配m_iWidth個類型為int的內(nèi)存空間
//分配的是某行的數(shù)值空間
}
//由此分配的二維數(shù)組空間并非是連續(xù)的
//可以使用m_ppTable[row][col]來給該二維數(shù)組賦值
//其中 0<=row
//釋放所分配的內(nèi)存空間
{
??? for(int i=0;i
?????? delete[m_iWidth]m_ppTable[i]; //以行為單位釋放數(shù)值空間
??? delete [m_iHight]m_ppTable;????? //釋放行地址空間
}

int **a;
a=(int **)calloc(sizeof(int *),n);
for (i=0;i?? a[i]=(int *)calloc(sizeof(int),n);
這樣就可以了
使用的時候就和普通的二維數(shù)組一樣
最后用
for(i=0;i?? cfree(a[i]);
cfree(a);釋放內(nèi)存
就可以了
?????? (2)、int *Ptr[ 5 ]
?????? 這樣定義的話，編譯器已經(jīng)為它分配了 5 個指針的空間，這相當于(1)中的第一次內(nèi)存分配。根據(jù)對(1)的討論可知，顯然要對其進行一次內(nèi)存分配的。否則就是"野"指針。
?????? (3)、int ( *Ptr )[ 5 ]
?????? 這種定義我覺得很費解，不是不懂，而是覺得理解起來特別吃力，也許是我不太習慣這樣的定義吧。怎么描述它呢？它的意義是"一群" 指針，每個指針都是指向一個 5 個整數(shù)的數(shù)組。

　　如果想分配 k 個指針，這樣寫： Ptr = ( int ( * )[ 5 ] ) new int[ 5 * k ]。

　　這是一次性的內(nèi)存分配。分配好以后，Ptr 指向一片連續(xù)的地址空間，
　　其中 Ptr[ 0 ] 指向第 0 個 5 個整數(shù)數(shù)組的首地址，Ptr[ 1 ] 指向第1個5個整數(shù)數(shù)組的首地址。
??? 綜上所述，我覺得可以這樣理解它們：
??? int ** Ptr

?

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1. C語言動態(tài)分配二維數(shù)組
(1)已知第二維
Code-1
char (*a)[N];//指向數(shù)組的指針
a = (char (*)[N])malloc(sizeof(char *) * m);
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//N，一維數(shù)組
free(a);

(2)已知第一維
Code-2
char* a[M];//指針的數(shù)組
int i;
for(i=0; i<M; i++)
a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);
printf("%dn", sizeof(a));//4*M，指針數(shù)組
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
for(i=0; i<M; i++)
?? free(a[i]);

(3)已知第一維，一次分配內(nèi)存(保證內(nèi)存的連續(xù)性)
Code-3
char* a[M];//指針的數(shù)組
int i;
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * M * n);
for(i=1; i<M; i++)
a[i] = a[i-1] + n;
printf("%dn", sizeof(a));//4*M，指針數(shù)組
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
free(a[0]);

(4)兩維都未知
Code-4
char **a;
int i;
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指針數(shù)組
for(i=0; i<m; i++)
{
a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);//分配每個指針所指向的數(shù)組
}
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
for(i=0; i<m; i++)
{
free(a[i]);
}
free(a);

(5)兩維都未知，一次分配內(nèi)存(保證內(nèi)存的連續(xù)性)
Code-5
char **a;
int i;
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指針數(shù)組
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * m * n);//一次性分配所有空間
for(i=1; i<m; i++)
{
a[i] = a[i-1] + n;
}
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
free(a[0]);
free(a);

2.C++動態(tài)分配二維數(shù)組
(1)已知第二維
Code-6
char (*a)[N];//指向數(shù)組的指針
a = new char[m][N];
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//N，一維數(shù)組
delete[] a;

(2)已知第一維
Code-7
char* a[M];//指針的數(shù)組
for(int i=0; i<M; i++)
?? a[i] = new char[n];
printf("%dn", sizeof(a));//4*M，指針數(shù)組
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
for(i=0; i<M; i++)
?? delete[] a[i];

(3)已知第一維，一次分配內(nèi)存(保證內(nèi)存的連續(xù)性)
Code-8
char* a[M];//指針的數(shù)組
a[0] = new char[M*n];
for(int i=1; i<M; i++)
a[i] = a[i-1] + n;
printf("%dn", sizeof(a));//4*M，指針數(shù)組
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
delete[] a[0];

(4)兩維都未知
Code-9
char **a;
a = new char* [m];//分配指針數(shù)組
for(int i=0; i<m; i++)
{
a[i] = new char[n];//分配每個指針所指向的數(shù)組
}
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
for(i=0; i<m; i++)
delete[] a[i];
delete[] a;

(5)兩維都未知，一次分配內(nèi)存(保證內(nèi)存的連續(xù)性)
Code-10
char **a;
a = new char* [m];
a[0] = new char[m * n];//一次性分配所有空間
for(int i=1; i<m; i++)
{
a[i] = a[i-1] + n;//分配每個指針所指向的數(shù)組
}
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
delete[] a[0];
delete[] a;

多說一句：new和delete要注意配對使用，即有多少個new就有多少個delete，這樣才可以避免內(nèi)存泄漏！

?

3.靜態(tài)二維數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)傳遞
如果采用上述幾種方法動態(tài)分配二維數(shù)組，那么將對應的數(shù)據(jù)類型作為函數(shù)參數(shù)就可以了。這里討論靜態(tài)二維數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)傳遞，即按照以下的調(diào)用方式：
int a[2][3];
func(a);
C語言中將靜態(tài)二維數(shù)組作為參數(shù)傳遞比較麻煩，一般需要指明第二維的長度，如果不給定第二維長度，則只能先將其作為一維指針傳遞，然后利用二維數(shù)組的線性存儲特性，在函數(shù)體內(nèi)轉(zhuǎn)化為對指定元素的訪問。
首先寫好測試代碼，以驗證參數(shù)傳遞的正確性：
(1)給定第二維長度
Code-11
void func(int a[][N])
{
printf("%dn", a[1][2]);
}

(2)不給定第二維長度
Code-12
void func(int* a)
{
printf("%dn", a[1 * N + 2]);//計算元素位置
}

注意：使用該函數(shù)時需要將二維數(shù)組首地址強制轉(zhuǎn)換為一維指針，即func((int*)a);

1. C語言動態(tài)分配二維數(shù)組
(1)已知第二維
Code-1
char (*a)[N];//指向數(shù)組的指針
a = (char (*)[N])malloc(sizeof(char *) * m);
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//N，一維數(shù)組
free(a);
(2)已知第一維
Code-2
char* a[M];//指針的數(shù)組
int i;
for(i=0; i<M; i++)
a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);
printf("%dn", sizeof(a));//4*M，指針數(shù)組
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
for(i=0; i<M; i++)
?? free(a[i]);
(3)已知第一維，一次分配內(nèi)存(保證內(nèi)存的連續(xù)性)
Code-3
char* a[M];//指針的數(shù)組
int i;
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * M * n);
for(i=1; i<M; i++)
a[i] = a[i-1] + n;
printf("%dn", sizeof(a));//4*M，指針數(shù)組
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
free(a[0]);
(4)兩維都未知
Code-4
char **a;
int i;
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指針數(shù)組
for(i=0; i<m; i++)
{
a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);//分配每個指針所指向的數(shù)組
}
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
for(i=0; i<m; i++)
{
free(a[i]);
}
free(a);
(5)兩維都未知，一次分配內(nèi)存(保證內(nèi)存的連續(xù)性)
Code-5
char **a;
int i;
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指針數(shù)組
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * m * n);//一次性分配所有空間
for(i=1; i<m; i++)
{
a[i] = a[i-1] + n;
}
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
free(a[0]);
free(a);

2.C++動態(tài)分配二維數(shù)組
(1)已知第二維
Code-6
char (*a)[N];//指向數(shù)組的指針
a = new char[m][N];
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//N，一維數(shù)組
delete[] a;
(2)已知第一維
Code-7
char* a[M];//指針的數(shù)組
for(int i=0; i<M; i++)
?? a[i] = new char[n];
printf("%dn", sizeof(a));//4*M，指針數(shù)組
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
for(i=0; i<M; i++)
?? delete[] a[i];
(3)已知第一維，一次分配內(nèi)存(保證內(nèi)存的連續(xù)性)
Code-8
char* a[M];//指針的數(shù)組
a[0] = new char[M*n];
for(int i=1; i<M; i++)
a[i] = a[i-1] + n;
printf("%dn", sizeof(a));//4*M，指針數(shù)組
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
delete[] a[0];
(4)兩維都未知
Code-9
char **a;
a = new char* [m];//分配指針數(shù)組
for(int i=0; i<m; i++)
{
a[i] = new char[n];//分配每個指針所指向的數(shù)組
}
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
for(i=0; i<m; i++)
delete[] a[i];
delete[] a;
(5)兩維都未知，一次分配內(nèi)存(保證內(nèi)存的連續(xù)性)
Code-10
char **a;
a = new char* [m];
a[0] = new char[m * n];//一次性分配所有空間
for(int i=1; i<m; i++)
{
a[i] = a[i-1] + n;//分配每個指針所指向的數(shù)組
}
printf("%dn", sizeof(a));//4，指針
printf("%dn", sizeof(a[0]));//4，指針
delete[] a[0];
delete[] a;
多說一句：new和delete要注意配對使用，即有多少個new就有多少個delete，這樣才可以避免內(nèi)存泄漏！

3.靜態(tài)二維數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)傳遞
如果采用上述幾種方法動態(tài)分配二維數(shù)組，那么將對應的數(shù)據(jù)類型作為函數(shù)參數(shù)就可以了。這里討論靜態(tài)二維數(shù)組作為函數(shù)參數(shù)傳遞，即按照以下的調(diào)用方式：
int a[2][3];
func(a);
C語言中將靜態(tài)二維數(shù)組作為參數(shù)傳遞比較麻煩，一般需要指明第二維的長度，如果不給定第二維長度，則只能先將其作為一維指針傳遞，然后利用二維數(shù)組的線性存儲特性，在函數(shù)體內(nèi)轉(zhuǎn)化為對指定元素的訪問。
首先寫好測試代碼，以驗證參數(shù)傳遞的正確性：
(1)給定第二維長度
Code-11
void func(int a[][N])
{
printf("%dn", a[1][2]);
}
(2)不給定第二維長度
Code-12
void func(int* a)
{
printf("%dn", a[1 * N + 2]);//計算元素位置
}
注意：使用該函數(shù)時需要將二維數(shù)組首地址強制轉(zhuǎn)換為一維指針，即func((int*)a);