二维指针数组的内存分配

Question

我很困惑动态内存分配和删除2D指针数组。目标是创建一个2D数组，其中每个单元格都有指向链表的指针。这就是我的做法，我没有发现任何错误，但有一些警告。

警告:

1)

a value of type queue ** cannot be used to initialize an entity of type queue ***
queue* (**table) = (queue**)malloc(sizeof(queue*)*3);

2）

a value of type queue * cannot be assigned to an entity of type queue **
    table[indexI] = (queue*)malloc(sizeof(queue*)*3);

3)

a value of type queue ** cannot be assigned to an entity of type queue ***
  if( !(table = allocate()) ) {

以下是代码:

queue **allocate() {

    queue* (**table) = (queue**)malloc(sizeof(queue*)*3);
    // Warning #1 at above line 
    for(.....) {

    table[index] = (queue*)malloc(sizeof(queue*)*3);
    // Warning #2 at above line. 
    }

    for(I index - 0 to 3) {
    for(J index - 0 to 3) {

    table[I][J] = NULL;

    }
    }
    return((queue**)table);
   }

    void deallocate(queue* **table) {


    // will handle list deletion
    // next deallocate table

    for(....) {
    free(table[index]);
    }
    free(table);

   }

void
add_list_to_queue(queue ***table) {

// here I create a list of queue type and assign it to
// those cells

}

modify_table() {

    queue* (**table) = NULL;

    table = allocate();
// Warning #3 at above line
.
.
.
    add_list_to_queue(table);

// do de allocation of table, list etc.,

    deallocate(table);

}

我在以下几个方面感到困惑：

1. 我不确定我的二维指针数组声明是否正确
2. 如何传递这个二维指针数组

- navoriion

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为什么不使用queue *(*arr)[COLUMNS] = malloc(sizeof(*arr) * ROWS);？ - user529758

队列 *(*arr)[COLUMNS] - 我认为列的内存将在堆栈上分配？ - navoriion

@userXXX 当你（我）正在使用malloc()？绝不可能。 - user529758

@navoriion 然后你将拥有一个未初始化的变量，名为 arr，它是指向 queue 指针数组的指针。 - user529758

@H2CO3 我无法想象这个内存分配会是什么样子。你能否请发一些图表吗？ - navoriion

Answer 1

第一个警告是因为括号在您表达式的LHS中没有任何区别。

queue* (**table) = (queue**)malloc(sizeof(queue*)*3);

table只是一个指向队列的三级指针。但是malloc返回一个指向可以容纳三个指向队列的指针的内存块的指针，因此您正在分配一个指向队列的二级指针。

由于table是一个三级指针，table[indexI]是一个二级指针。但是在表达式的右侧，您不一致：

table[indexI] = (queue*)malloc(sizeof(queue*)*3);

malloc 再次返回一个指向可以容纳三个队列指针的内存块的指针（即malloc 返回一个二级指针），但您将其强制转换为一级指针，然后将其分配给一个二级指针。

至于第三个警告，您已将 allocate() 定义为返回指向队列指针的指针，但您试图将其分配给 table。如上所述，table 是一个三级指针，但 allocate() 仅返回一个二级指针。

但实际上，在这里不需要多级指针间接引用。保持简单。你需要什么？每行包含指向队列的指针的行指针。这就是H2CO3在他的评论中提供给您的建议：

queue *(*arr)[COLUMNS] = malloc(sizeof(*arr) * ROWS);

arr是指向一个由ROW组成的数组的指针，每个ROW包含COLUMNS个指向queue的指针。

编辑：如您在评论中所要求的那样将其传递给不同的函数，请先声明并初始化指针：

queue* (*arr) [COLUMNS] = NULL;

如果要分配内存，记得您需要更改指针所指向的内容。因此，您需要传递一个指向指针的指针。您的函数原型应该是：

void allocate (queue* (**arr) [COLUMNS]);  // Note the (**arr)

函数调用应该是：

allocate (&arr);

为了更加方便地进行指针间接引用，您可能希望在allocate()函数内声明和初始化一个不同的指向数组的指针，并使用我上面解释过H2CO3首先建议的格式，然后将该指针分配给* arr。请注意，您不仅要为指向2D数组的指针分配内存，还要为数组内的每个元素分配内存，因为该元素是未初始化的指针。您可以在allocate()中使用嵌套循环，或者如果按照数据结构更合乎逻辑，则在fill_table()中使用嵌套循环来实现这一点。

对于fill_table()函数，您只需传递指向数组本身的指针即可。原型将如下所示：

void fill_table (queue* (*arr) [COLUMNS]);

并且需要调用：

fill_table (arr);

希望这能帮到你。最简单的方法可能是一开始就在process()内完成所有操作，然后再看如何将分配和填充部分分离成自己的函数。

- verbose

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谢谢您的详细解答，那么我该如何释放这个队列的内存呢？（arr）[COLUMNS] = malloc(sizeof(*arr) * ROWS); - navoriion

首先，您需要遍历数组并释放为每个队列分配的内存，使用嵌套循环：for (int i = 0; i < ROWS; i++) for (int j = 0; j < COLUMNS; j++) free(arr[i][j]);完成后，释放为整个数组分配的内存：free(*arr); - verbose

好的，我明白了。我该如何传递这个队列 *(*arr)[COLUMNS] 并返回它呢？所以，我有三个函数 process()、allocate 和 fill_table()。我在 process 中调用 allocate 和 fill_table。allocate 会为这个数组分配内存，然后将其发送到 fill_table()，以填充这个表格中的队列。我尝试以各种方式发送这个数组，但是我收到警告和错误，例如错误：表达式必须具有指向对象的指针类型，返回值类型与函数类型不匹配，类型为“queue *”的参数与类型为“queue ()[COL]”的参数不兼容。 - navoriion

我看到你之前的评论说我的上一个问题的答案太长了，那我应该开一个新的帖子来问这个问题吗？ - navoriion

在StackOverflow上已经有很多关于如何在函数之间传递多维数组的问题，你可能需要在发帖前进行一些研究。如果你在阅读这些内容后仍有疑问，请确保提出尽可能具体的问题。我现在有点忙于其他事情，抱歉。 - verbose

这里有一个解决你问题的问题：http://stackoverflow.com/questions/4152837/passing-2d-array-of-pointer-to-function-c。 - verbose

Answer 2

1) 你的第一个错误 (queue* (**table)) 是你这里没有一个二维数组，而是一个三维数组，你的代码可以写成这样：queue ***table。所以，你只需要去掉一个星号，就可以声明一个二维数组指针。

2) 根据第一个回答，我认为你不会再有这个警告了。

3) 这个错误和第一个一样，你只需要去掉一个星号。

- Kevin L.