C 堆栈内存使用连续动态分配数组与静态分配数组

我使用的是可变大小的3D和4D阵列，它们必须是连续的（有时称为

*（&x[0][0][0]+k）

比“

x[][[]

”更容易）。”由于数组大小可变，我需要动态分配。我在另一个答案（）中找到了这段代码，它工作得很好，但我不知道堆栈使用了多少内存

double***arr3dAlloc（常量int ind1、常量int ind2、常量int ind3）{
int i；
int j；
double***数组=（double***）malloc（（ind1*sizeof（double*））+
（ind1*ind2*sizeof（双**））+
（ind1*ind2*ind3*sizeof（双））；
对于（i=0；i

问题是:

• double***arr1=arr3dAlloc（N1，N2，N3）之间的区别是什么和
  双arr2[N1][N2][N3]
  

• 假设

  arr2

  使用堆栈的

  N1*N2*N3*sizeof（double）

  内存，那么

  arr1

  使用多少内存？只有

  sizeof（双***）

• 一般来说，有没有一种方法可以测量任何变量的堆栈内存使用情况

---

指针的大小与相应的机器架构相当 （现在通常是

long

或

long

）。该大小和所引用的内存类型无关。（A“

**

”只是指另一个指针。）

数组类型[N]总是分配sizeof（type）*N字节的内存

sizeof（）

包括将类型填充到正确的对齐边界。 因此，使用

malloc（sizof（type）*N）

将为类型为N的元素数组分配足够的内存，从而提供指向已分配内存块的指针。您可以使用

calloc（）

将内存初始化为零

由于分配的内存不依赖于多维数组的组织，因此这种方法适用于任意数量的维度>=1

要回答您的问题：

• double***arr1=…

  只是存储指向某个内存区域的指针， 而

  arr2[N1][N2][N3]

  正在为

  N1*N2*N3

  双倍分配填充空间

• arr1

  使用

  sizeof（void*）

  字节， 而

  arr2

  正在使用

  N1*N2*n3*sizeof（double）

  字节

• sizeof（var）

  总是给出变量的大小， 这是在数据/bss段中还是在堆栈上

---

指针的大小与相应的机器架构相当 （现在通常是

long

或

long

）。该大小和所引用的内存类型无关。（A“

**

”只是指另一个指针。）

数组类型[N]总是分配sizeof（type）*N字节的内存

sizeof（）

包括将类型填充到正确的对齐边界。 因此，使用

malloc（sizof（type）*N）

将为类型为N的元素数组分配足够的内存，从而提供指向已分配内存块的指针。您可以使用

calloc（）

将内存初始化为零

由于分配的内存不依赖于多维数组的组织，因此这种方法适用于任意数量的维度>=1

要回答您的问题：

• double***arr1=…

  只是存储指向某个内存区域的指针， 而

  arr2[N1][N2][N3]

  正在为

  N1*N2*N3

  双倍分配填充空间

• arr1

  使用

  sizeof（void*）

  字节， 而

  arr2

  正在使用

  N1*N2*n3*sizeof（double）

  字节

• sizeof（var）

  总是给出变量的大小， 这是在数据/bss段中还是在堆栈上

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这里有几个问题需要解决
第一个是全局变量、堆和堆栈之间的区别。这些都是RAM的所有部分。malloc（）分配堆的一部分并返回指针。这在互联网上的许多其他地方都有讨论

---

另一个问题是编译时与运行时分配。对于编译时分配，必须事先知道数组的大小。您的示例使用运行时分配（

malloc（）

），因为数组的大小作为变量传递到函数中。在编译时不知道数组大小的情况下，不可能在堆栈上或全局中分配数组。
这里有几个问题需要解决
第一个是全局变量、堆和堆栈之间的区别。这些都是RAM的所有部分。malloc（）分配堆的一部分并返回指针。这在互联网上的许多其他地方都有讨论

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另一个问题是编译时与运行时分配。对于编译时分配，必须事先知道数组的大小。您的示例使用运行时分配（

malloc（）

），因为数组的大小作为变量传递到函数中。在编译时不知道数组大小的情况下，无法在堆栈上或全局中分配数组。
您的代码将一个3D数组和一个指针数组分配给指向

double

的指针数组，以通过双间接访问其元素。这种方法存在一些问题：
• 您的代码没有将

  double

  数组与

  double

  边界对齐。如果指针的大小为4字节且数组的大小为3x4x5，则

  double

  数组将未对齐，这可能会导致未定义的行为

  double ***arr3dAlloc(int ind1, int ind2, int ind3) {
      size_t level1_size = sizeof(double**) * ind1;
      size_t level2_size = sizeof(double*) * ind1 * ind2;
      size_t padding = (sizeof(double) - (level1_size + level2_size) % sizeof(double))
                        % sizeof(double);
      size_t level3_size = sizeof(double) * ind1 * ind2 * ind3;
      int i, j;
      double ***array = calloc(1, level1_size + level2_size + padding + level3_size);
      double *array3d = (double*)((unsigned char*)array + level1_size + level2_size + padding);
      for (i = 0; i < ind1; ++i) {
          array[i] = (double**)(array + ind1) + i * ind2;
          for (j = 0; j < ind2; ++j) {
              array[i][j] = array3d;
              array3d += ind3;
          }
      }
      return array;
  }
  

  /* array3d is a pointer to an allocated 3D array: */
  double (*array3d)[ind2][ind3] = calloc(sizeof(*array3d), ind1);
  
  /* array3d can be used like a statically defined array: */
  for (int i = 0; i < ind1; i++) {
      for (int j = 0; j < ind2; j++) {
          for (int k = 0; k < ind3; k++) {
              array3d[i][j][k] = i + j + k;
          }
      }
  }