在C++中以运行时确定的大小表示二维数组的最佳方法

Question

在C++中以运行时确定的大小表示二维数组的最佳方法

c++arraysdynamicmatrixmultidimensional-array

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在C++中，我想做类似这样的事情：

int n = get_int_from_user();

char* matrix = new char[n][n];

matrix[0][0] = 'c';
//...
matrix[n][n] = 'a';

delete [][] matrix;

但是显然这样做是行不通的。那么有没有更好的方式实现类似的功能呢？我看过一些解决方案，但它们似乎非常混乱。

- DrFredEdison

boost::multi_array 手动实现会很混乱。 - Dustin Getz

8个回答

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我通常会这样做：

char *matrix = new char [width * height];

matrix[i + j * width] = 'c'; // same as matrix[i][j] = 'c';

delete [] matrix;

- Jeremy Ruten

是的，那可能是更好的方法。将访问封装在一个函数中，这样就非常不错了。 - Bernard

我相信这就是多维数组在底层处理的方式。 - Kip

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您似乎没有理解 C++（C with classes）的全部意义 :-). 这种情况非常适合使用类来实现。

您可以使用 STL 或其他第三方类库，我相信它们会有您需要的数据结构，但如果您需要自己编写，请创建一个具有以下属性的类。

- 构造函数，给定 n，将创建一个新的 n*n 的 char 数组（例如 charray）。 - 成员函数根据 x.y 获取和设置值，这些值只是 charray[x*n+y]。 - 析构函数删除数组。

- Pax Diablo

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那么 std::vector< std::vector<int> > array2d; 呢？

- Iulian Șerbănoiu

4

值得注意的是性能特征。在一个方向上调整数组大小将会很快。但由于缓存局部性不好（向量可能分散在内存的远处），元素访问会变慢。另一方面，如果你使用像其他大多数答案中一样的连续存储，你会有稍微慢一点的竖向调整大小，稍微快一点的横向调整大小，以及更好的缓存局部性。 - Stefan Monov

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对于真正的二维数组：

int n = get_int_from_user();

char** matrix = new char*[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
    matrix[i] = new char[n];
}

// Operations on matrix.

for (int i = 0; i < n; i++) {
    delete [] matrix[i];
}
delete matrix;

就我个人而言，以下是我的一些想法。毫无疑问会有错误。然而，我认为其他人贴出的方法更加优雅。

- Bernard

3

我喜欢1维数组的方法（Brian R. Bondy的选定答案），扩展思路是将数据成员封装成类，这样就不需要单独跟踪宽度：

class Matrix
{
    int width;
    int height;
    char* data;
public:
    Matrix();
    Matrix(int width, int height);
    ~Matrix();

    char getArrayValue(int row, int col);
    void setArrayValue(int row, int col, char val);
}

实现是读者的练习。;)

- John W

两个潜在的改进。你可以将其变成一个模板类。并且你可以用operator()(int,int)替换getArrayValue和setArrayValue，返回一个引用。或者理想情况下，通过代理类来模拟[x][y]语法 - 但是我认为确保代理类总是被优化掉很困难。 - Stefan Monov

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我觉得这个不错。

int n = get_int_from_user();

char **matrix=new (char*)[n];

for(int i=0;i<n;i++)
    matrix[i]=new char[n];

matrix[0][0] = 'c';
//...
matrix[n][n] = 'a';

for(int i=0;i<n;i++)
    delete []matrix;
delete []matrix;

- Sridarshan

0

std::vector<int> m;

然后在运行时调用m.resize()。

int* matrix = new int[w*h];

如果你想要做类似高斯消元的操作，你的矩阵应该是这样的。

int** matrix = new int*[h];
for(size_t i(0); i < h; ++i)
    matrix[i] = new int[w];

（在高斯消元中，我们通常需要交换一行与另一行，因此最好在常数时间内交换指向行的指针，而不是在线性时间内进行复制交换。）

- Pavel

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Brian R. Bondy · Accepted Answer

手动动态方式：

假设您想要一个宽度为*高度的数组，最有效的方式是只使用单维数组：

char *matrix = new char[width*height];

要删除它：

delete[] matrix;

访问它的方法：

char getArrayValue(char *matrix, int row, int col)
{
  return matrix[row + col*width];
}

修改它:

void setArrayValue(char *matrix, int row, int col, char val)
{
  matrix[row + col*width] = val;
}

Boost矩阵:

如果您可以接受依赖关系，请考虑使用boost::matrix。

然后，您可以与boost线性代数库进行连接。

这里是一些boost::matrix的示例代码：

#include <boost/numeric/ublas/matrix.hpp>
using namespace boost::numeric::ublas;
matrix<char> m (3, 3);
for (unsigned i = 0; i < m.size1 (); ++ i)
    for (unsigned j = 0; j < m.size2 (); ++ j)
        m (i, j) = 3 * i + j;

在一些编译器上使用栈：

一些编译器实际上允许您在栈上创建具有运行时确定大小的数组。g++是这样一个编译器的例子。但是，VC++默认情况下不能这样做。

因此，在g++中，以下代码是有效的：

int width = 10;
int height = 10; 
int matrix[width][height];

Drew Hall提到，这个C99的特性叫做可变长数组（Variable Length Arrays，VLAs），在任何现代编译器中都可以打开。