C中的动态连续3D数组答案

【问题标题】：Dynamic Contiguous 3D arrays in CC中的动态连续3D数组
【发布时间】：2010-10-25 16:43:37
【问题描述】：

我正在尝试在 C 代码中实现动态分配的连续 3D 数组。数组必须是连续的，因为我依赖于数组的 netCDF 输出。现在我改编了一个在这里发布的解决方案Stack OverFlow Solution。这对于动态分配数组和索引它们很有效……但是，当 netCDF 输出它们时，会有一个偏移量，它似乎可以缩放为第二个索引大小（jcount）。这是修改后的函数：

void*** newarray(int icount, int jcount, int kcount, int type_size)
{
  int i,j,k;
  void*** iret = (void***)malloc(icount*sizeof(void***)+icount*jcount*sizeof(void**)+icount*jcount*kcount*type_size);
  void** jret = (void**)(iret+icount);
  char* kret = (char*)(jret+icount*jcount);
  for(i=0;i<icount;i++)
  {
    iret[i] = &jret[i*jcount];
  }
  for(i=0;i<icount;i++)
  {
    for(j=0;j<jcount;j++)
    {
      jret[i*jcount+j] = &kret[i*jcount*kcount*type_size+j*kcount*type_size];
    }
  }
  return iret;
}

如果我正确理解这个函数，iret 被分配空间给组成 iret（第一个索引）的 3D 指针、组成 jret（第二个索引）的 2D 指针和组成 kret 的实际值的空间。二维 jret 指针随后与 iret 的二维数组部分相关联。然后对 kret 进行同样的操作。然后 iret 的每个地址都指向 jret 的每个部分的第一个值。那么jret的每一个地址都指向kret的首地址。

为了记录，一切正常，预处理器为我的数组定义的值。另外，如果我在代码中使用一些 printf 语句来检查数组的数字，它们似乎都正确索引并且代码运行正确，那么输出似乎是数组的非连续内存存储的结果。

我的结构如下：

typedef struct
{
  double ***test;
} STRUCT_TYPE;

然后我分配使用

mhd    = (STRUCT_TYPE *)  malloc(sizeof(STRUCT_TYPE));
mhd.test = (double***) newarray(101,7,101,sizeof(double));

这可能是 netCDF 的问题...但我只想知道我的分配例程不是问题。

【问题讨论】：

标签： c multidimensional-array allocation netcdf

【解决方案1】：

这实际上是对Lazer回答中问题的回答：

这让我认为，当 C 为数组分配内存时，它会先分配使用的内存 > 来存储值，然后再为提供的指针分配内存结构到多维数组。

也许有人可以帮我解决这个问题？

C 和 C 之间有一个非常根本的区别

double arr[A][B][C];

和

double ***ptr;

虽然两者都可以使用x[i][j][k] 进行索引，但生成的机器代码却大不相同。

double arr[A][B][C] 是 A 数组 B 数组 C 双精度数组。当在代码中将其索引为arr[i][j][k] 时，编译器将其转换为从arr 开始的((i*B + j)*C + k)*sizeof(double) 字节的偏移量。这里不涉及中间指针，但是编译器必须知道维度 B 和 C。

'double ***ptr' 是指向（数组的开始）的指针，指向（数组的开始）的指针（数组的开始）的指针（数组的开始）。当在代码中将其索引为ptr[i][j][k] 时，编译器别无选择，只能分别进行每个索引操作并遵循所有中间指针。这导致代码类似于

temp1 = ptr[i];
temp2 = temp1[j];
result = temp2[k];

newarray 函数将所有这些组件数组从单个内存块中分割出来，但这不是语言所要求的，编译器也不知道这正在发生，因此它必须处理所有组件数组彼此完全独立。

【讨论】：

感谢您解决这个问题。奇怪的是，将数组写入 netCDF 文件的函数需要连续的内存块。

【解决方案2】：

好吧，我找到了解决办法……尽管这更像是一种约定俗成的事情。当我最初设计我的代码时，我只是使用预处理器指令来声明我的数组大小。然后我简单地在结构中声明了每个数组。为了节省内存，我只是将一个指向结构的指针传递给我的子函数。这意味着如果我要引用 main() 例程之外的元素，我会使用如下内容：

grid->x;

现在我和 x 一样引用每个元素

grid->x[i][j][k];

当然，当 netCDF 函数需要一个指向它要存储的变量的指针时，我只是传递了它

grid->x

然而，使用这个新的内存分配函数，当我将它传递给一个函数时，我实际上是在传递为各种指针留出的内存空间的第一个地址。本质上，我传递了一个指向内存中错误地址的指针。我所要做的就是将传递的参数更改为：

&grid->x[0][0][0]

我得到了正确的数组输出。这让我觉得当 C 为数组分配内存时，它首先分配用于存储值的内存，然后再为为多维数组提供结构的指针分配内存。

也许有人可以帮我解决这个问题？

【讨论】：