动态分配二维数组

为二维数组动态分配内存涉及以下两个问题：

  • 数组元素是否需要连续
  • 数组是否规则

在这里我们暂时不考虑数组是否规则，我们从数组元素的分配是否连续考虑。

已知第二维

// 数组指针
char (*a1)[COLUMNS];
a1 = (char(*)[COLUMNS])calloc(ROWS,sizeof(char*));

已知第一维

    // 指针数组
    char *a2[ROWS];
    for(int i = 0; i < ROWS; i++) {
        a2[i] = (char*)calloc(COLUMNS, sizeof(char));
    }

已知第一维，一次分配内存（保证内存分配的连续性）

    // 指针数组
    char *a3[ROWS];
    a3[0] = (char *)calloc(ROWS*COLUMNS, sizeof(char));
    for(int i = 1; i < ROWS; i++) {
        a3[i] = a3[i-1] + COLUMNS;
    }

两维都未知

    // 二级指针
    char **a4;
    a4 = (char **)calloc(ROWS, sizeof(char*));
    for(int i = 0; i < ROWS; i++) {
        a4[i] = (char*)calloc(COLUMNS, sizeof(char));
    }

两维都未知，一次分配内存（保证内存分配的连续性）

    // 二级指针
    char **a5;
    a5 = (char**)calloc(ROWS, sizeof(char*));
    a5[0] = (char*)calloc(ROWS*COLUMNS, sizeof(char));
    for(int i = 1; i < ROWS; i++) {
        a5[i] = a5[i-1] + COLUMNS;
    }

完整代码

/*
 * 二维数组的动态内存分配
 * 测试指针和数组之间的关系
 */

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

#define ROWS 6
#define COLUMNS 5

#define P(a) \
        { \
            printf("sizeof(%s):\t%d\n",#a, (sizeof((a)))); \
            printf("sizeof(%s[0]):\t%d\n",#a,(sizeof((a)[0]))); \
        }

#define OUT(a) \
        {        \
         printf("%s:\t  addr:%p\n",(#a),(a)); \
         for(int i = 0; i < ROWS; i++){ \
            printf("%s[%d]:\t  addr:%p\n",#a,i,((a)[i])); \
         } \
         for(int i = 0; i < ROWS; i++){ \
            for(int j = 0; j < COLUMNS; j++){ \
                printf("%s[%d][%d]: addr:%p\t",(#a),i,j,&a[i][j]);\
            } \
            printf("\n"); \
         } \
        }

// 打印数组的地址信息
#define INFO(a) \
        { \
         P(a) \
         OUT(a) \
        }

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("-----二维数组-----\n");
    printf("a[%d][%d]\n",ROWS,COLUMNS);
    // #1 已知第二维
    // 数组指针
    char (*a1)[COLUMNS];
    a1 = (char(*)[COLUMNS])calloc(ROWS,sizeof(char*));
    printf("*****数组指针*****\n");
    INFO(a1)

    // #2 已知第一维
    // 指针数组
    char *a2[ROWS];
    for(int i = 0; i < ROWS; i++) {
        a2[i] = (char*)calloc(COLUMNS, sizeof(char));
    }
    printf("*****指针数组*****\n");
    INFO(a2)

    // #3 已知第一维，一次分配内存（保证内存分配的连续性）
    // 指针数组
    char *a3[ROWS];
    a3[0] = (char *)calloc(ROWS*COLUMNS, sizeof(char));
    for(int i = 1; i < ROWS; i++) {
        a3[i] = a3[i-1] + COLUMNS;
    }
    printf("*****指针数组，一次分配内存*****\n");
    INFO(a3)

    // #4 两维都未知
    // 二级指针
    char **a4;
    a4 = (char **)calloc(ROWS, sizeof(char*));
    for(int i = 0; i < ROWS; i++) {
        a4[i] = (char*)calloc(COLUMNS, sizeof(char));
    }
    printf("*****两维都未知*****\n");
    INFO(a4)

    // #5 两维都未知，一次分配内存（保证内存分配的连续性）
    // 二级指针
    char **a5;
    a5 = (char**)calloc(ROWS, sizeof(char*));
    a5[0] = (char*)calloc(ROWS*COLUMNS, sizeof(char));
    for(int i = 1; i < ROWS; i++) {
        a5[i] = a5[i-1] + COLUMNS;
    }
    printf("*****两维都未知，一次分配内存*****\n");
    INFO(a5)

    // 统一释放申请的内存空间
    // free a1
    free(a1);
    // free a2
    for(int i = 0; i < ROWS; i++) {
        free(a2[i]);
    }
    // free a3
    free(a3[0]);
    // free a4
    for(int i = 0; i < ROWS; i++) {
        free(a4[i]);
    }
    free(a4);
    // free a5
    free(a5[0]);
    free(a5);
    return 0;
}

输出结果

-----二维数组-----
a[6][5]
*****数组指针*****
sizeof(a1): 4
sizeof(a1[0]):  5
a1:   addr:0x9bb2008
a1[0]:    addr:0x9bb2008
a1[1]:    addr:0x9bb200d
a1[2]:    addr:0x9bb2012
a1[3]:    addr:0x9bb2017
a1[4]:    addr:0x9bb201c
a1[5]:    addr:0x9bb2021
a1[0][0]: addr:0x9bb2008    a1[0][1]: addr:0x9bb2009    a1[0][2]: addr:0x9bb200a    a1[0][3]: addr:0x9bb200b    a1[0][4]: addr:0x9bb200c    
a1[1][0]: addr:0x9bb200d    a1[1][1]: addr:0x9bb200e    a1[1][2]: addr:0x9bb200f    a1[1][3]: addr:0x9bb2010    a1[1][4]: addr:0x9bb2011    
a1[2][0]: addr:0x9bb2012    a1[2][1]: addr:0x9bb2013    a1[2][2]: addr:0x9bb2014    a1[2][3]: addr:0x9bb2015    a1[2][4]: addr:0x9bb2016    
a1[3][0]: addr:0x9bb2017    a1[3][1]: addr:0x9bb2018    a1[3][2]: addr:0x9bb2019    a1[3][3]: addr:0x9bb201a    a1[3][4]: addr:0x9bb201b    
a1[4][0]: addr:0x9bb201c    a1[4][1]: addr:0x9bb201d    a1[4][2]: addr:0x9bb201e    a1[4][3]: addr:0x9bb201f    a1[4][4]: addr:0x9bb2020    
a1[5][0]: addr:0x9bb2021    a1[5][1]: addr:0x9bb2022    a1[5][2]: addr:0x9bb2023    a1[5][3]: addr:0x9bb2024    a1[5][4]: addr:0x9bb2025    
*****指针数组*****
sizeof(a2): 24
sizeof(a2[0]):  4
a2:   addr:0xbfbbbc60
a2[0]:    addr:0x9bb2028
a2[1]:    addr:0x9bb2038
a2[2]:    addr:0x9bb2048
a2[3]:    addr:0x9bb2058
a2[4]:    addr:0x9bb2068
a2[5]:    addr:0x9bb2078
a2[0][0]: addr:0x9bb2028    a2[0][1]: addr:0x9bb2029    a2[0][2]: addr:0x9bb202a    a2[0][3]: addr:0x9bb202b    a2[0][4]: addr:0x9bb202c    
a2[1][0]: addr:0x9bb2038    a2[1][1]: addr:0x9bb2039    a2[1][2]: addr:0x9bb203a    a2[1][3]: addr:0x9bb203b    a2[1][4]: addr:0x9bb203c    
a2[2][0]: addr:0x9bb2048    a2[2][1]: addr:0x9bb2049    a2[2][2]: addr:0x9bb204a    a2[2][3]: addr:0x9bb204b    a2[2][4]: addr:0x9bb204c    
a2[3][0]: addr:0x9bb2058    a2[3][1]: addr:0x9bb2059    a2[3][2]: addr:0x9bb205a    a2[3][3]: addr:0x9bb205b    a2[3][4]: addr:0x9bb205c    
a2[4][0]: addr:0x9bb2068    a2[4][1]: addr:0x9bb2069    a2[4][2]: addr:0x9bb206a    a2[4][3]: addr:0x9bb206b    a2[4][4]: addr:0x9bb206c    
a2[5][0]: addr:0x9bb2078    a2[5][1]: addr:0x9bb2079    a2[5][2]: addr:0x9bb207a    a2[5][3]: addr:0x9bb207b    a2[5][4]: addr:0x9bb207c    
*****指针数组，一次分配内存*****
sizeof(a3): 24
sizeof(a3[0]):  4
a3:   addr:0xbfbbbc78
a3[0]:    addr:0x9bb2088
a3[1]:    addr:0x9bb208d
a3[2]:    addr:0x9bb2092
a3[3]:    addr:0x9bb2097
a3[4]:    addr:0x9bb209c
a3[5]:    addr:0x9bb20a1
a3[0][0]: addr:0x9bb2088    a3[0][1]: addr:0x9bb2089    a3[0][2]: addr:0x9bb208a    a3[0][3]: addr:0x9bb208b    a3[0][4]: addr:0x9bb208c    
a3[1][0]: addr:0x9bb208d    a3[1][1]: addr:0x9bb208e    a3[1][2]: addr:0x9bb208f    a3[1][3]: addr:0x9bb2090    a3[1][4]: addr:0x9bb2091    
a3[2][0]: addr:0x9bb2092    a3[2][1]: addr:0x9bb2093    a3[2][2]: addr:0x9bb2094    a3[2][3]: addr:0x9bb2095    a3[2][4]: addr:0x9bb2096    
a3[3][0]: addr:0x9bb2097    a3[3][1]: addr:0x9bb2098    a3[3][2]: addr:0x9bb2099    a3[3][3]: addr:0x9bb209a    a3[3][4]: addr:0x9bb209b    
a3[4][0]: addr:0x9bb209c    a3[4][1]: addr:0x9bb209d    a3[4][2]: addr:0x9bb209e    a3[4][3]: addr:0x9bb209f    a3[4][4]: addr:0x9bb20a0    
a3[5][0]: addr:0x9bb20a1    a3[5][1]: addr:0x9bb20a2    a3[5][2]: addr:0x9bb20a3    a3[5][3]: addr:0x9bb20a4    a3[5][4]: addr:0x9bb20a5    
*****两维都未知*****
sizeof(a4): 4
sizeof(a4[0]):  4
a4:   addr:0x9bb20b0
a4[0]:    addr:0x9bb20d0
a4[1]:    addr:0x9bb20e0
a4[2]:    addr:0x9bb20f0
a4[3]:    addr:0x9bb2100
a4[4]:    addr:0x9bb2110
a4[5]:    addr:0x9bb2120
a4[0][0]: addr:0x9bb20d0    a4[0][1]: addr:0x9bb20d1    a4[0][2]: addr:0x9bb20d2    a4[0][3]: addr:0x9bb20d3    a4[0][4]: addr:0x9bb20d4    
a4[1][0]: addr:0x9bb20e0    a4[1][1]: addr:0x9bb20e1    a4[1][2]: addr:0x9bb20e2    a4[1][3]: addr:0x9bb20e3    a4[1][4]: addr:0x9bb20e4    
a4[2][0]: addr:0x9bb20f0    a4[2][1]: addr:0x9bb20f1    a4[2][2]: addr:0x9bb20f2    a4[2][3]: addr:0x9bb20f3    a4[2][4]: addr:0x9bb20f4    
a4[3][0]: addr:0x9bb2100    a4[3][1]: addr:0x9bb2101    a4[3][2]: addr:0x9bb2102    a4[3][3]: addr:0x9bb2103    a4[3][4]: addr:0x9bb2104    
a4[4][0]: addr:0x9bb2110    a4[4][1]: addr:0x9bb2111    a4[4][2]: addr:0x9bb2112    a4[4][3]: addr:0x9bb2113    a4[4][4]: addr:0x9bb2114    
a4[5][0]: addr:0x9bb2120    a4[5][1]: addr:0x9bb2121    a4[5][2]: addr:0x9bb2122    a4[5][3]: addr:0x9bb2123    a4[5][4]: addr:0x9bb2124    
*****两维都未知，一次分配内存*****
sizeof(a5): 4
sizeof(a5[0]):  4
a5:   addr:0x9bb2130
a5[0]:    addr:0x9bb2150
a5[1]:    addr:0x9bb2155
a5[2]:    addr:0x9bb215a
a5[3]:    addr:0x9bb215f
a5[4]:    addr:0x9bb2164
a5[5]:    addr:0x9bb2169
a5[0][0]: addr:0x9bb2150    a5[0][1]: addr:0x9bb2151    a5[0][2]: addr:0x9bb2152    a5[0][3]: addr:0x9bb2153    a5[0][4]: addr:0x9bb2154    
a5[1][0]: addr:0x9bb2155    a5[1][1]: addr:0x9bb2156    a5[1][2]: addr:0x9bb2157    a5[1][3]: addr:0x9bb2158    a5[1][4]: addr:0x9bb2159    
a5[2][0]: addr:0x9bb215a    a5[2][1]: addr:0x9bb215b    a5[2][2]: addr:0x9bb215c    a5[2][3]: addr:0x9bb215d    a5[2][4]: addr:0x9bb215e    
a5[3][0]: addr:0x9bb215f    a5[3][1]: addr:0x9bb2160    a5[3][2]: addr:0x9bb2161    a5[3][3]: addr:0x9bb2162    a5[3][4]: addr:0x9bb2163    
a5[4][0]: addr:0x9bb2164    a5[4][1]: addr:0x9bb2165    a5[4][2]: addr:0x9bb2166    a5[4][3]: addr:0x9bb2167    a5[4][4]: addr:0x9bb2168    
a5[5][0]: addr:0x9bb2169    a5[5][1]: addr:0x9bb216a    a5[5][2]: addr:0x9bb216b    a5[5][3]: addr:0x9bb216c    a5[5][4]: addr:0x9bb216d

参考

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