在堆上创建一个多维结构数组？答案

【问题标题】：Create a multi-Dimensional array of structs on a heap?在堆上创建一个多维结构数组？
【发布时间】：2015-02-20 16:53:20
【问题描述】：

我正在尝试在堆上声明一个 3 维结构数组。

假设我有以下结构：

struct data
{
    double x;
    double y;
};

我有：

typedef struct data data_t;

尺寸也如下所示：

int dim1, dim2, dim3;

我只是想不出一种方法来 malloc 结构的 3-D 数组

【问题讨论】：

您使用的是什么版本的标准？一些较新版本的 C 具有更好的功能，适用于您的问题。
malloc 和堆分配变量（也称为“动态分配变量”）需要指针，无论变量是否为数组。

标签： c arrays struct malloc

【解决方案1】：

data_t ***arr;

arr = malloc(sizeof(*arr) * dim1);
for (int i = 0; i < dim1; i++) {
    arr[i] =  malloc(sizeof(*arr[i]) * dim2);
    for (int j = 0; j < dim2; j++) {
        arr[i][j] =  malloc(sizeof(*arr[i][j]) * dim3);
    }
}

【讨论】：

我想你的意思是sizeof(*arr[i]) 和sizeof(*arr[i][j])。

【解决方案2】：

使用循环进行内存分配。

data_t ***3d_arrOfStruct = malloc(dim1*sizeof(data_t **); 
for(int i = 0; i < dim2; i++)
{
      3d_arrOfStruct[i] = malloc(dim2*sizeof(data_t *); 
      for(int j = 0; i < dim2; j++)
      {
           3d_arrOfStruct[i][j] = malloc(dim3*sizeof(data_t); 
      }
}

请注意，这不会分配连续的内存。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您的多维数组不是“锯齿状”（正如您的问题不是），那么从 C99¹ 开始，您可以只使用一个 malloc 调用：

data_t (*p)[dim2][dim3] = malloc(dim1 * sizeof *p);

sizeof *p 已经“知道”每个子维度的大小，因此无需在右侧重复 dim2 和 dim3。但是，如果真的想重复自己，等效的调用将是：

data_t (*p)[dim2][dim3] = malloc(dim1 * dim2 * dim3 * sizeof p[0][0][0]);

甚至：

data_t (*p)[dim2][dim3] = malloc(dim1 * dim2 * dim3 * sizeof(data_t));

您获得了这种方法的额外优势，即只需要一个 free 调用即可将其作为一个整体进行清理。

这是可行的解决方案：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct data
{
    double x;
    double y;
};

typedef struct data data_t;

int main(void)
{
    int dim1 = 1, dim2 = 2, dim3 = 3;

    data_t (*p)[dim2][dim3] = malloc(dim1 * sizeof *p);

    p[0][0][0].x = 0;
    p[0][0][0].y = 0;

    printf("%f\n", p[0][0][0].x);

    free(p);

    return 0;
}

^{1) 假设数组的大小在编译时是未知的。换句话说，它们不是常量表达式，但在您的问题中dim1、dim2 和dim3 被明确表示为变量。}

【讨论】：

【解决方案4】：

最简单也可能最快的方法是使用一维数组：

data* cube = (data*)malloc(dim1*dim2*dim3*sizeof(data));

data GetItem(int x, int y, int z)
{
   auto index = x + y * dim1 + z * dim1 * dim2;
   return cube[index];
}

【讨论】：

@米兰。我同意阿尔特曼的观点。如果它是“C++”，您的解决方案可能是个好主意，但是，问题被标记为（普通）“C”
哦，我错过了它是 C，我很抱歉，而不是使用同样的方法使用 malloc。我对 c++ 的问题进行了过滤，但没有意识到它也显示了来自“其他”语言的问题。