二维动态数组指针访问

Question

p = (int *)malloc(m * n * sizeof(int));

如果我使用p作为二维动态数组，如何访问里面的元素？

Answer 1

我假设 m 是列数，n 是行数（您可以使用 n 而不是 m在我的回答中是否相反）。
为了访问二维数组，您需要 2 个索引 - 我们称它们为 x 和 y:
x 索引将在 0 .. m-1 和
范围内 y 索引将在 0 .. n-1

范围内

您可以通过以下方式计算 p 数组的索引：

int p_idx = y * m + x

然后您可以访问您的数组元素，例如这样：

p[p_idx] = 111;   // set an element value
int a = p[p_idx]; // get an element value

Answer 2

您不能将 p 用作 two-dimensional 数组。它是一个整数指针。 Two-dimensional（动态分配）意味着嵌套指针。但是，您可以表示一个“扁平”形式的 two-dimensional 数组。下面是一些可能提供有用解释的代码：

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

int main(){
    // Populating a 10x5 matrix
    int m = 10;
    int n = 5;
    int* p = (int*) malloc(m*n*sizeof(int));
    
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            // Each row has n elements; to get the
            // "flattened" index, treating the MxN
            // matrix as row-major ordered (reading
            // left-to-right, and THEN down the rows):
            int flattened_index = (i * n) + j;

            // E.g., populate with multiplication table data
            p[flattened_index] = (i + 1) * (j + 1);

            printf("%d\t", p[flattened_index]);
        }
        printf("\n");
    }

    // Inversely, to convert a flattened index to a
    // row and column, you have to use modulus
    // arithmetic
    int flattened_index = 21;
    int row = flattened_index / n; // Rounded-down integer division
    int column = flattened_index % n; // Remainder after division
    
    printf("%d * %d = %d\n", row + 1, column + 1, p[flattened_index]);

    return 0;
}

这输出：

1   2   3   4   5   
2   4   6   8   10  
3   6   9   12  15  
4   8   12  16  20  
5   10  15  20  25  
6   12  18  24  30  
7   14  21  28  35  
8   16  24  32  40  
9   18  27  36  45  
10  20  30  40  50  
5 * 2 = 10

Answer 3

如果您可以依靠您的 C 实现来支持 variable-length 数组（一项可选功能），那么一个很好的方法是将 p 声明为指向 (variable-length) 数组而不是指向 int:

的指针

int (*p)[n] = malloc(m * sizeof(*p));  // m rows, n columns

然后你使用普通的双索引访问元素，就像你声明了一个普通的二维数组一样:

p[0][0] = 1;
p[m-1][n-1] = 42;
int q = p[2][1];

最广泛使用的 C 实现支持 VLA，但 Microsoft 的是一个明显的例外。

Answer 4

您实际上是在创建一个 single-dimensional 数组。但是，考虑到 C 中多维数组的事实，例如 int mat[m][n]，我们仍然可以使用它来保存矩阵，它本身存储在连续的内存中。

#include <iostream>

int main()
{
   int m, n;

   std::cin >> m >> n;

   int* mat_ptr = (int*)malloc(m * n * sizeof(int));

   if (mat_ptr)
   {
      for (int row = 0; row < m; ++row)
      {
        for (int col = 0; col < n; ++col)
        {
            *(mat_ptr + ((row * n) + col)) = (row * n) + col;
        }
      }

      for (int row = 0; row < m; ++row)
      {
        for (int col = 0; col < n; ++col)
        {
            std::cout << *(mat_ptr + ((row * n) + col)) << " ";
        }

        std::cout << std::endl;
      }
  }

  return 0;
}

Answer 5

我个人更喜欢使用 wohlstad 的方法，但您也可以 variably-modified 类型，这是 C11 的可选功能，but will probably be mandated in C2x:

int (*p)[m] = malloc(n * sizeof *p);

这现在可以像普通二维数组一样使用，具有自动存储持续时间。

int n = 12, m = 9;

int (*p)[m] = malloc(n * sizeof *p);
for (int i = 0; i < n; ++i)
    for (int j = 0; j < m; ++j)
        p[i][j] = i * m + j;
    
printf("%d\n", p[4][2]);

free(p);

二维动态数组指针访问

Two-dimensional dynamic array pointer access

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