如何在C语言中动态定义矩阵

Question

我创建了一个程序，可以从外部文本文件中打印二维矩阵。如果我定义静态矩阵，比如A[10][10]，我的程序就能工作。但是我想要动态分配内存。

当我尝试使用下面的代码时：

int **A = (int **)malloc(N * N * sizeof(int));

以下是错误信息：

未处理的异常 0x00AC159B 在 dataStructures4.exe 中： 写入位置 0xCDCDCDCD 的访问冲突

此问题出现在以下循环中：

for(i=0; i<N; i++){
    for(j=0; j<N; j++){
        A[i][j] = -1;
    }
}

我认为我无法正确生成动态矩阵。 我应该如何修改我的代码？

- Mr. White

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指向指针的指针并不等同于整数数组。 - Kerrek SB

我认为这个问题与http://stackoverflow.com/questions/22186294/i-am-having-trouble-passing-a-multidimensional-variable-array-to-a-function-in-c相似，你可以去看看。数组更像是结构体。因此，如果你想要访问它们，你应该将第二维看作一个结构体：int *A[10]。 - QJGui

Answer 1

您可以动态地创建2D数组，其实就是一个指向int*指针的块，这些指针又分别指向一个int类型的块。

所以有两个步骤：

1）让A指向第一个int*块的开头位置。

int **A = (int **)malloc(N * sizeof(int*));

2) 每个指针都指向一块 int 数组的第一个元素

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

- Arjun Sreedharan

Answer 2

使用指向特定大小数组的指针：

您可以使用 #define 定义 N，或使用变量：

int n = 10 ;
int (*A)[n] = malloc(n * n * sizeof(int));

这样可以获得一块连续的内存空间。

- this

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很遗憾，int (*A)[N] 中的 N 必须在编译时知道，这与他所期望的不符。 - Filipe Gonçalves

@FilipeGonçalves 不，你错了。你可以毫不费力地做到这一点（至少从c99开始）。我的证明（没有时间搜索规范）http://ideone.com/bW4Qeo - this

抱歉，我的错。回答很好。我知道C99允许可变长度数组，只是当时没想到。+1 - Filipe Gonçalves

好的，但是他为什么一开始不使用2D VLA呢？ - Filipe Gonçalves

@self。你的回答肯定使用了可变长度数组（VLAs）。A 是指向一个可变长度数组的指针。如果编译器不支持 VLAs，似乎是这种情况，这将无法工作。 - Filipe Gonçalves

Answer 3

记住，A[i][j] 和 *(*(A+i)+j) 是一样的。你的代码出现了问题，因为 *(A+i) 解引用了一个无效的未初始化指针。这发生在这一行：

A[i][j] = -1;

另一种选择是使用动态分配指针数组，其中每个元素指向另一个动态分配的数组。您可以这样做：

int **array = malloc(N*sizeof(*array));
for (int i = 0; i < N; i++)
    array[i] = malloc(N*sizeof(*array[i]));

/* Use array[i][j]... */

请注意，内存布局与二维数组非常不同，但表达式array[i][j]会做你想要的事情 - 它会“看起来”像你有一个二维数组。

- Filipe Gonçalves

Answer 4

单独分配每一行，就像这样：

int **A = (int **)malloc(N * sizeof(int*));

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

- Krzysztof Jabłoński

Answer 5

与数组相同，二维矩阵具有连续的地址空间。因此在理论上是有方法实现这一点的。

int m = 2;
int n = 4;
int *a = malloc(m*n*sizeof(int));
int **b = malloc(m*sizeof(int*));
for(int i=0, i<m, i++)
{
    b[i] = a+i*n;
}

以这种方式，b可以按照您的要求用作矩阵。然而，这将浪费malloc（m* sizeof（int *））来保存b。

或者您可以：

int m = 2;
int n = 4;
int *a = malloc(m*n*sizeof(int));

use a[m*i+j] as a[i][j]

- bpceee

Answer 6

希望下面的内容对你有帮助。我还没有测试过它，只是提供给你语法。

int** abc; // Your 2D array pointer abc[N][M]

abc = (int**)malloc(dim1_max * sizeof(int*)); // dim1_max is N
for (int i = 0; i < dim1_max; i++) {
  abc[i] = (int*)malloc(dim2_max * sizeof(int)); // dim2_max is M
}

[....your array used....]
//Once you allocate dynamically you need to free the memory. IMP point.
for (int i = 0; i < dim1_max; i++) {
  free(abc[i]);
}
free(abc);

- Vishal R