在 C 中分配矩阵答案

【问题标题】：allocate matrix in C在 C 中分配矩阵
【发布时间】：2011-01-08 21:08:41
【问题描述】：

我想分配一个矩阵。

这是唯一的选择吗：

int** mat = (int**)malloc(rows * sizeof(int*))

for (int index=0;index<row;++index)
{
    mat[index] = (int*)malloc(col * sizeof(int));
}

【问题讨论】：

Don't cast the result of malloc in C

标签： c pointers matrix malloc

【解决方案1】：

嗯，你没有给我们一个完整的实现。我猜你的意思是。

int **mat = (int **)malloc(rows * sizeof(int*));
for(int i = 0; i < rows; i++) mat[i] = (int *)malloc(cols * sizeof(int));

这是另一个选择：

int *mat = (int *)malloc(rows * cols * sizeof(int));

然后，您使用模拟矩阵

int offset = i * cols + j;
// now mat[offset] corresponds to m(i, j)

用于行优先排序和

int offset = i + rows * j;
// not mat[offset] corresponds to m(i, j)

用于列优先排序。

这两个选项之一实际上是在 C 中处理矩阵的首选方式。这是因为现在矩阵将连续存储在内存中，您可以从 locality of reference 中受益。基本上，CPU缓存对你来说会更快乐。

【讨论】：

如果你的编译器支持变长数组或者cols是一个编译时常量，你甚至不需要自己计算偏移量；如果您使用int (*mat)[cols] = malloc(rows * sizeof *mat)，您可以通过mat[i][j] 访问元素并且仍然使用连续的内存块
即使忽略性能，单个分配也更可取，因为它更简单。以后要释放的东西更少，不需要处理部分分配失败。
如果每个 malloc 都创建了不连续的内存块，使它们的地址不连续，这不是问题吗？例如，第一个 malloc 可能返回指针 0x635，而其他 malloc 可能返回指针 0xA279、0xB7DD 等。如果发生这种情况，上述简单的计算将无法正常工作。

【解决方案2】：

其他答案已经涵盖了这些，但为了完整起见，comp.lang.c FAQ 有一个相关条目：

How can I dynamically allocate a multidimensional array?

【讨论】：

c-faq.com 是诸如 C hacks 之类的非凡来源（对于 C++ parashift.com/c++-faq）

【解决方案3】：

你能做的是

int (*mat)[col];
mat=(int (*)[col])malloc(sizeof(*mat)*row);

然后将这个新矩阵用作 mat[i][j]

【讨论】：

【解决方案4】：

你也可以使用 calloc，它会额外为你初始化矩阵零。签名略有不同：

int *mat = (int *)calloc(rows * cols, sizeof(int));

【讨论】：

【解决方案5】：

怎么样：

int* mat = malloc(rows * columns * sizeof(int));

【讨论】：

【解决方案6】：

您可以将其折叠为对 malloc 的一次调用，但如果您想使用 2d 数组样式，您仍然需要 for 循环。

int** matrix = (int*)malloc(rows * cols * sizeof(int) + rows * sizeof(int*));

for (int i = 0; i < rows; i++) {
    matrix[i] = matrix + rows * sizeof(int*) + rows * cols * sizeof(int) * i;
}

未经测试，但你明白了。否则，我会坚持 Jason 的建议。

【讨论】：

这仅在sizeof (int) == sizeof (int *) 有效 - 否则，偏移量将是错误的；即使是这种情况，它实际上也可能是错误的
@Christoph：好点，这也很容易解决，但就像我在回答中指出的那样，这是未经测试的。现在解决了这个问题。