C语言中二维数组的动态内存分配

我正在阅读有关2D阵列的动态内存分配的内容，我正在看以下示例：

int nrows = 2;
int ncols = 5;

char **pvowels = malloc(nrows * sizeof(char));

pvowels[0] = malloc(ncols * sizeof(char));
pvowels[1] = malloc(ncols * sizeof(char));

我的理解是，第二个和第三个malloc都分配了大小为5个字符的内存，pvowels[0]和pvowels[1]分别指向每个字符，但我在理解第一个malloc时遇到了困难

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第一个malloc看起来像是分配了2个字符大小的内存，并使用它来存储两个指针。但是一个字符不是只有256个可能的值，指针可以达到数十亿吗？因此，如果它分配内存来存储指针，它不需要比chars大吗？

char**pvowels是指向指针的指针，这意味着它的行为类似于声明如下的数组： char*pvowels[一个数字]；

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因此，在您提供的示例中，基本上是分配指向char的指针，而不是指针。

char**pvowels是指向指针的指针，这意味着它的行为类似于声明如下的数组： char*pvowels[一个数字]； 因此，在您提供的示例中，基本上是分配了指向字符的指针，而不是指针。

首先，您的第一个malloc是不正确的。使用nrows*sizeofchar只分配2个字节，而您需要2行char*指针。您必须这样分配：

char **pvowels = malloc(nrows * sizeof(char*));

或：

还要注意，char**pvowels不是2D数组，只是指向char指针的指针。如果您使用的是2D数组，例如char pvowels[]]，则不需要在堆上动态分配指针。您也可以使用2D数组来解决您的问题，例如char pvowels[2][5]，因为在这种情况下，NCOL和nrows似乎是固定的

其次，您对pvowels[0]和pvowels[1]的分配将只为4个有效字符（如abcd）留出空间，因为空终止字符\0需要1个空间。你应该写：

pvowels[0] = malloc(ncols+1); /* +1 for '\0' */
pvowels[1] = malloc(ncols+1);

注意：sizeofchar始终为1，因此不需要包含它。您还应该检查malloc是否返回NULL

首先，您的第一个malloc不正确。使用nrows*sizeofchar只分配2个字节，而您需要2行char*指针。您必须这样分配：

char **pvowels = malloc(nrows * sizeof(char*));

或：

还要注意，char**pvowels不是2D数组，只是指向char指针的指针。如果您使用的是2D数组，例如char pvowels[]]，则不需要在堆上动态分配指针。您也可以使用2D数组来解决您的问题，例如char pvowels[2][5]，因为在这种情况下，NCOL和nrows似乎是固定的

其次，您对pvowels[0]和pvowels[1]的分配将只为4个有效字符（如abcd）留出空间，因为空终止字符\0需要1个空间。你应该写：

pvowels[0] = malloc(ncols+1); /* +1 for '\0' */
pvowels[1] = malloc(ncols+1);

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注意：sizeofchar始终为1，因此不需要包含它。您还应该检查malloc是否返回NULL

分配到char的nrows指针数组，然后分别分配到ncols char的nrows数组有一个缺点，即单独的内存分配不能保证在内存中是连续的。这种碎片可能会导致性能下降

更好的方法是分配足够的内存来保存2d数组，并将生成的指针分配给指向ncols字符数组的指针。如图所示，这种方法确实依赖于VLA，但自C99以来，VLA一直是C的一部分。这样做的优点是一次分配内存，只需分配一个空闲内存

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

int main(void)
{
    size_t nrows = 2;
    size_t ncols = 5;

    /* Allocate space for a 2d array */
    char (*pvowels)[ncols] = malloc(sizeof (char[nrows][ncols]));

    /* Another alternative */
//    char (*pvowels)[ncols] = malloc(nrows * ncols);

    if (pvowels == NULL) {
        fprintf(stderr, "Unable to allocate memory\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    for (size_t i = 0; i < nrows; i++) {
        for (size_t j = 0; j < ncols; j++) {
            pvowels[i][j] = 'a' + i * ncols + j;
        }
    }

    for (size_t i = 0; i < nrows; i++) {
        for (size_t j = 0; j < ncols; j++) {
            printf("%5c", pvowels[i][j]);
        }
        putchar('\n');
    }

    free(pvowels);

    return 0;
}

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分配到char的nrows指针数组，然后分别分配到ncols char的nrows数组有一个缺点，即单独的内存分配不能保证在内存中是连续的。这种碎片可能会导致性能下降

更好的方法是分配足够的内存来保存2d数组，并将生成的指针分配给指向ncols字符数组的指针。如图所示，这种方法确实依赖于VLA，但自C99以来，VLA一直是C的一部分。这样做的优点是一次分配内存，只需分配一个空闲内存

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

int main(void)
{
    size_t nrows = 2;
    size_t ncols = 5;

    /* Allocate space for a 2d array */
    char (*pvowels)[ncols] = malloc(sizeof (char[nrows][ncols]));

    /* Another alternative */
//    char (*pvowels)[ncols] = malloc(nrows * ncols);

    if (pvowels == NULL) {
        fprintf(stderr, "Unable to allocate memory\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    for (size_t i = 0; i < nrows; i++) {
        for (size_t j = 0; j < ncols; j++) {
            pvowels[i][j] = 'a' + i * ncols + j;
        }
    }

    for (size_t i = 0; i < nrows; i++) {
        for (size_t j = 0; j < ncols; j++) {
            printf("%5c", pvowels[i][j]);
        }
        putchar('\n');
    }

    free(pvowels);

    return 0;
}

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一个简单易懂的代码：只使用一个指针来存储和访问

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
    int *a,n,r,c,i,j;
    scanf("%d",&n);
    r=c=n;
    a=(int *)malloc(r*c*sizeof(int));
    for(i=0;i<r;i++)
    {
        for(j=0;j<c;j++){
            scanf("%d",(a+i*c+j));
        }
    }
    for(i=0;i<r;i++)
    {
        for(j=0;j<c;j++){
            printf("%d",*(a+i*c+j));
        }
    }
}

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参考文献：geeksforgeks.org

一段简单易懂的代码：只需使用一个指针即可存储和访问

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
    int *a,n,r,c,i,j;
    scanf("%d",&n);
    r=c=n;
    a=(int *)malloc(r*c*sizeof(int));
    for(i=0;i<r;i++)
    {
        for(j=0;j<c;j++){
            scanf("%d",(a+i*c+j));
        }
    }
    for(i=0;i<r;i++)
    {
        for(j=0;j<c;j++){
            printf("%d",*(a+i*c+j));
        }
    }
}

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参考文献：geeksforgeks.org

第一个malloc是错误的。char**pvowels是指向字符指针的指针。如果需要两行字符，则需要两个指针。您只分配了两个字节，nrows*sizeofchar。你需要两个指针的空间，nrows*sizeofchar*。当前的代码可能会导致访问冲突。第一个malloc的可能副本是错误的。char**pvowels是指向字符指针的指针。如果需要两行字符，则需要两个指针。您只分配了两个字节，nrows*sizeofchar。你需要两个指针的空间，nrows*sizeofchar*。你现有的代码可能会导致访问冲突。可能是重复的我想你已经回答了OP的问题，

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但有一点值得商榷：我认为OP说第二个和第三个malloc都分配了5个字符大小的内存是正确的。毕竟，\0只是另一个字符，我看不出OP在这里意味着为长度为5的字符串分配内存。YMMV@DavidBowling对，我将编辑我的答案：。这可能是一个错误的观察，但无论如何，向char*分配添加+1始终是一个好习惯；我只是想建议OP在评估中是正确的，即后两次分配每个分配5个字符的空间+1我认为您已经回答了OP的大部分问题，但有一个疑问：我认为OP说第二个和第三个malloc都分配了5个字符大小的内存是正确的。毕竟，\0只是另一个字符，我看不出OP在这里意味着为长度为5的字符串分配内存。YMMV@DavidBowling对，我将编辑我的答案：。这可能是一个错误的观察，但无论如何，向char*分配添加+1始终是一个好习惯；我只是想建议OP在评估中是正确的，即后两次分配每个分配5个字符的空间+1+1对于使用char*pvowels[ncols]，这是一个非常好的方法。使用size_t而不是int也很好，因为malloc需要size_t.+1来使用char*pvowels[ncols]，这是一种非常好的方法。使用size\u t而不是int也很好，因为malloc需要size\u t。