下标表示法和指针取消引用之间的等价性

Question

不止一题。我需要处理 C 中整数的 NxN 矩阵 A。如何分配堆中的内存？这个对吗？

int **A=malloc(N*sizeof(int*));
for(int i=0;i<N;i++) *(A+i)= malloc(N*sizeof(int));

我不确定上面代码的第二行是否应该在那里启动内存。

接下来，假设我要访问元素 A[i, j]，其中 i 和 j 是从零开始的行和列索引。是否可以通过以某种方式取消引用指针 **A 来做到这一点？例如，像 (A+ni+j) 这样的东西？我知道我在这里有一些概念上的差距，一些帮助将不胜感激。

Answer 1

声明正确，但矩阵不会占用连续内存space。它是指针数组，其中每个指针都可以指向 malloc 返回的任何位置。出于这个原因，像 (A+ni+j) 这样的地址是没有意义的。

假设编译器支持 VLA（在 C11 中成为可选），定义连续矩阵的惯用方法是：

int (*matrixA)[N] = malloc(N * sizeof *matrixA);

一般来说，N行M列的矩阵语法如下：

 int (*matrix)[M] = malloc(N * sizeof *matrixA);

请注意，M 和 N 都不必作为常量表达式给出（感谢 VLA 指针）。也就是说，它们可以是普通（例如自动）变量。

然后，要访问元素，您可以使用普通的索引语法，如：

matrixA[0][0] = 100;

最后，要释放此类矩阵的内存，请使用单个 free，例如：

free(matrixA);
free(matrix);

Answer 2

not absolutely sure if the second line of the above code should be there to initiate the memory.

它需要在那里，因为它实际上为 N 行分配了 space，每个行都包含您需要的 N int。

第一次分配只分配行索引指针。

to access the element A[i, j] where i and j are the row and column indices starting from zero. It it possible to do it via dereferencing the pointer **

当然可以，就这样

A[1][1]

访问第 2 行的第 2 个元素。

这与

相同

*(*(A + 1) + 1)

与您的问题无关：

虽然您显示的代码是正确的，但更可靠的编码方式是：

int ** A = malloc(N * sizeof *A);
for (size_t i = 0; i < N; i++) 
{
  A[i] = malloc(N * sizeof *A[i]);
}

size_t 是索引的选择类型，因为它保证足够大以容纳编译代码的系统可能的任何索引值。

您还想在 malloc() 的两个调用中添加错误检查，因为它可能 return NULL 以防失败分配请求的内存量。

Answer 3

您需要了解二维和更高级别的数组在 C 89 中效果不佳。初学者书籍通常在一维数组之后的很早的章节中介绍二维数组，这导致人们假设表示的自然方式二维数据是通过二维数组。事实上，它们有很多棘手的特性，应该被认为是一个高级特性。

如果您在编译时不知道数组维度，或者如果数组很大，分配一维数组并通过逻辑访问几乎总是更容易

array[y*width+x];

所以在你的情况下，只需调用

int *A;
A  = malloc(N * N * sizeof(int))
A[3*N+2] = 123; // set element A[3][2] to 123, but you can't use this      syntax

重要的是要注意使用平面数组的建议只是一个建议，并不是每个人都会同意，而且二维数组处理在以后的 C 版本中更好。但是我想你会发现这方法效果最好。

下标表示法和指针取消引用之间的等价性

Equivalence between Subscript Notation and Pointer Dereferencing

c

malloc

pointers

multidimensional-array

dereference