C/C++中二维数组的分配

在C/C++中动态分配二维数组可以先申请一维的指针数组，然后该数组中的每个指针再申请数组，这样就相当于二维数组了，但是这种方法会导致每行可能不相邻，从而访问效率比较低。如何申请连续的二维数组了？本文将分别三个方面讲解：
一．动态申请列大小固定的二维数组

二．C语言中动态申请连续的二维数组

三．C++语言中动态申请连续的二维数组


一．动态申请列大小固定的二维数组
首先如果二维数组的列大小固定，那么很简单，可以用申请一维数数组再其指针强制转化成为二维数组指针即可。详见代码： 

//列大小固定的二维数组可以申请一维数据并将指针强转成二维数组
#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("  列大小固定的二维数组可以申请一维数据并将指针强转成二维数组\n");  
	printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");  

	//列值固定
	const int MAXCOL = 3;

	int nRow;
	printf("请输入二维数组的行数(列值固定为%d): ", MAXCOL);
	scanf("%d", &nRow);

	//申请一维数据并将其转成二维数组指针
	int *pp_arr = new int[nRow * MAXCOL];
	int (*p)[MAXCOL] = (int(*)[MAXCOL])pp_arr;

	//为二维数组赋值
	int i, j;
	for (i = 0; i < nRow; i++)
		for (j = 0; j < MAXCOL; j++)
			p[i][j] = i + j;
	
	//输出二维数组
	for (i = 0; i < nRow; i++)
	{
		for (j = 0; j < MAXCOL; j++)
			printf("%5d", p[i][j]);
		putchar('\n');
	}

	//释放资源
	delete[] pp_arr;
	return 0;
}

 

运行结果如下所示：

 

 

二．C语言中动态申请连续的二维数组

上面的方法虽然方便，但必须要求列的大小固定。下面先来试下在C语言中如何动态申请连续的二维数组。可以采用多申请一些指针，然后这一些指针分别指向后面数据区中对应的位置，如一个3*4的int类型数组，我们先申请大小为sizeof(int*) * 3 + 3 * 4 * sizeof(int)的一维数组设为arr。然后arr[0]存放指向arr + sizeof(int*) * 3这个位置的指针，arr[1]存放指向arr + sizeof(int*) * 3 + 4 * sizeof(int)这个位置的指针， arr[2]存放指向arr + sizeof(int*) * 3 + 2 * 4 * sizeof(int)这个位置的指针。下面用图展示指向的示意：

 

详细代码如下，由于指针操作有点小复杂，请读者耐心看：

//C语言中动态的申请二维数组 malloc free
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//动态申请二维数组
template <typename T>
T** malloc_Array2D(int row, int col)
{
	int size = sizeof(T);
	int point_size = sizeof(T*);
	//先申请内存，其中point_size * row表示存放row个行指针
	T **arr = (T **) malloc(point_size * row + size * row * col);
	if (arr != NULL)
	{	
		memset(arr, 0, point_size * row + size * row * col);
		T *head = (T*)((int)arr + point_size * row);
		while (row--)
			arr[row] = (T*)((int)head + row * col * size);
	}
	return (T**)arr;
}
//释放二维数组
void free_Aarray2D(void **arr)
{
	if (arr != NULL)
		free(arr);
}
int main()
{
	printf("  C语言中动态的申请二维数组 malloc free\n");  
	printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");

	printf("请输入行列(以空格分开): ");
	int nRow, nCol;
	scanf("%d %d", &nRow, &nCol);

	//动态申请连续的二维数组
	int **p = malloc_Array2D<int>(nRow, nCol);

	//为二维数组赋值	
	int i, j;	
	for (i = 0; i < nRow; i++)
		for (j = 0; j < nCol; j++)
			p[i][j] = i + j;

	//输出二维数组	
	for (i = 0; i < nRow; i++)
	{
		for (j = 0; j < nCol; j++)
			printf("%4d ", p[i][j]);
		putchar('\n');
	}

	free_Aarray2D((void**)p);
	return 0;
}

 

运行结果如下：

 

三．C++语言中动态申请连续的二维数组

可以看出我们已经成功实现了在C语言中动态申请连续的二维数组，如果上面的程序不使用int类型而使用string类这种类型，那会有什么后果了？肯定的说，由于没有调用构造函数和析构函数，程序绝对会造成内存泄露。因此要做下改进，下面给出在C++语言中动态申请连续的二维数组的代码，有些C++语法可能平时见得少，但其实这些语法在STL里面运用还是比较多的，有兴趣的童鞋应该掌握下。

//C++语言中动态的申请二维数组 new delete
#include <new>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <string>
using namespace std;
//动态申请二维数组
template <typename T>
T** new_Array2D(int row, int col)
{
	int size = sizeof(T);
	int point_size = sizeof(T*);
	//先申请内存，其中sizeof(T*) * row表示存放row个行指针
	T **arr = (T **) malloc(point_size * row + size * row * col);
	if (arr != NULL)
	{	
		T *head = (T*)((int)arr + point_size * row);
		for (int i = 0; i < row; ++i)
		{
			arr[i] =  (T*)((int)head + i * col * size);
			for (int j = 0; j < col; ++j)
				new (&arr[i][j]) T;
		}
	}
	return (T**)arr;
}
//释放二维数组
template <typename T>
void delete_Array2D(T **arr, int row, int col)
{
	for (int i = 0; i < row; ++i)
		for (int j = 0; j < col; ++j)
			arr[i][j].~T();
	if (arr != NULL)
		free((void**)arr);
}
int main()
{
	printf("  C++语言中动态的申请二维数组 new delete\n");  
	printf(" -- by MoreWindows( http://blog.csdn.net/MoreWindows ) --\n\n");

	printf("请输入行列(以空格分开): ");
	int nRow, nCol;
	scanf("%d %d", &nRow, &nCol);

	//动态申请连续的二维数组
	string **p = new_Array2D<string>(nRow, nCol);

	//为二维数组赋值
	int i, j;
	for (i = 0; i < nRow; i++)
		for (j = 0; j < nCol; j++)
		{
			char szTemp[30];
			sprintf(szTemp, "(第%d行,第%d列)", i, j);
			p[i][j] = szTemp;
		}

	//输出二维数组	
	for (i = 0; i < nRow; i++)
	{
		for (j = 0; j < nCol; j++)
			printf("%s ", p[i][j].c_str());
		putchar('\n');
	}

	delete_Array2D<string>(p, nRow, nCol);
	return 0;
}

 

运行结果如下：