Як я можу оголосити 2d масив на C ++, використовуючи новий?


527

Як я можу оголосити 2d масив за допомогою нового?

Мовляв, для "звичайного" масиву я би:

int* ary = new int[Size]

але

int** ary = new int[sizeY][sizeX]

а) не працює / компілює і б) не виконує:

int ary[sizeY][sizeX] 

робить.


60
Він працює лише за умови, що розмірX постійний: int (* ary) [sizeX] = new int [sizeY] [sizeX]; Який правильний спосіб створити int [sizeY] [sizeX] і де вся пам’ять є суміжною. (Я не думаю, що на це варто відповідати, оскільки, ймовірно, ваш розмірX не є постійним
Йоханнес Шауб - лібт

23
Я не можу повірити, що всі десятки відповідей, наведених нижче, абсолютно невірні і не відповідають на питання, і все-таки всі вони схвалені. Наведений вище коментар Йоханеса Шауба - єдина правильна відповідь на питання . 2D масив і масив вказівника на масив - це дві абсолютно окремі речі, які, мабуть, всі змішуються.
Брегалад

6
@ JohannesSchaub-litb: Це не на 100% правильно. Звичайно , це робить роботу в цьому випадку, але є спосіб , щоб змусити його працювати , де всі розміри варіюються, см stackoverflow.com/a/29375830/103167
Бен Voigt

Відповіді:


749

Динамічний 2D масив - це в основному масив покажчиків на масиви . Ви можете ініціалізувати його, використовуючи цикл, наприклад:

int** a = new int*[rowCount];
for(int i = 0; i < rowCount; ++i)
    a[i] = new int[colCount];

Вищезазначене, для colCount= 5та rowCount = 4створило б наступне:

введіть тут опис зображення


143
Пам’ятайте, що все, що виділяється з new, створене на купі, і його потрібно де-виділити delete, просто пам’ятайте про це та не забудьте видалити цю пам’ять із купи, коли ви закінчите з нею, щоб запобігти витоку.
Кекоа

83
Також зауважте, що цей - це масив покажчиків. не масивів. Вказівник у свою чергу вказує на масиви. Важливо правильно виправити умови, оскільки багато навчальних посібників теж помиляються. Масив масивів був би суміжним, якого це не
Йоганнес Шауб - litb

4
Так, T [] [N] буде називатися "масив масиву [N] з T" і був би неповним типом, тоді як T [] [] був би недійсним типом (усі, крім останніх розмірів, повинні мати відомий розмір ). T [N] [M] - це "масив [N] масиву [M] з T", тоді як ваш, T [sizeX] - "масив [sizeX] з T", де T - покажчик на int. Створення динамічно 2d масиву працює так: new int [X] [Y]. Це створить масив int виділеного типу [X] [Y]. Це "дірка" в системі типів C ++, оскільки система звичайного типу C ++ не має розмірів масиву з розмірами, невідомими під час компіляції, тому вони називаються "виділеними типами"
Йоханнес Шауб - літб

34
О Боже, це повне сміття, це зовсім неправильно. Це не двовимірний масив. "Динамічний 2D масив - це в основному масив покажчиків на масиви." - NOOOO, FFS! T (*ptr)[M] = new T[N][M];це правильне рішення ... Жодна кількість масивів покажчиків ніколи не буде такою ж, як масив масивів ...
Парамагнітний круасан

7
@TheParamagneticCroissant Ви можете стверджувати, що це не двовимірний масив. Це правда. Його можна індексувати як 2D масив, але це не 2D масив. Макет пам'яті насправді зображений на малюнку. Проблема з цим твердженням полягає в тому, що він не працює, якщо M не є постійним.
Мехрдад Афшарі

300
int** ary = new int[sizeY][sizeX]

має бути:

int **ary = new int*[sizeY];
for(int i = 0; i < sizeY; ++i) {
    ary[i] = new int[sizeX];
}

і тоді прибирати було б:

for(int i = 0; i < sizeY; ++i) {
    delete [] ary[i];
}
delete [] ary;

EDIT: як в коментарях зазначив Дітріх Епп, це не зовсім легке рішення. Альтернативним підходом було б використання одного великого блоку пам'яті:

int *ary = new int[sizeX*sizeY];

// ary[i][j] is then rewritten as
ary[i*sizeY+j]

56
Це трохи важка вага, ніж потрібно, і він виділяє більше блоків, ніж потрібно. Багатовимірним масивам потрібен лише один блок пам'яті, їм не потрібен один блок на рядок. Виділення лише одного блоку також робить очищення простішим.
Дітріх Епп

11
@Kevin: Виділення лише одного суміжного блоку - це шлях (менший вплив на розподільник, краща локальність тощо). Але не потрібно жертвувати чистою підпискою. Дивіться stackoverflow.com/a/29375830/103167
Бен Войгт

9
Чи не повинно бути i*sizeX+j? Якщо я пам'ятаю правильно, впорядкування основного рядка повинно бути рядок * numColumns + col.
arao6

2
хм, приємне мислення, насправді це лише питання представництва - решта - перспектива. розумний
Миро Родозов

1
@Borna: Взагалі використання одного 2D масиву буде швидше, ніж масив масивів. Наступні два покажчики можуть спричинити застій трубопроводу. Як завжди, це залежить від моделей доступу.
Дітріх Епп

211

Хоча ця популярна відповідь дасть вам бажаний синтаксис індексації, він вдвічі неефективний: великий і повільний як у просторі, так і в часі. Є кращий спосіб.

Чому ця відповідь велика і повільна

Пропоноване рішення полягає у створенні динамічного масиву покажчиків, а потім ініціалізації кожного вказівника до власного незалежного динамічного масиву. Перевага цього підходу полягає в тому, що вона дає вам синтаксис індексації ви звикли, так що якщо ви хочете , щоб знайти значення матриці в позиції х, у, ви говорите:

int val = matrix[ x ][ y ];

Це працює, тому що матриця [x] повертає вказівник на масив, який потім індексується з [y]. Розбийте його:

int* row = matrix[ x ];
int  val = row[ y ];

Зручно, так? Нам подобається наш синтаксис [x] [y].

Але рішення має великий недолік , який полягає в тому, що він є і жирним, і повільним.

Чому?

Причина того, що вона жирна і повільна, насправді однакова. Кожен "рядок" в матриці - це окремо виділений динамічний масив. Зробити розподіл купи дорого як у часі, так і в просторі. Алокатору потрібен час, щоб здійснити розподіл, іноді запускаючи алгоритми O (n) для цього. І розподільник "прокладе" кожен ваш масив рядків із додатковими байтами для бухгалтерії та вирівнювання. Цей додатковий простір коштує ... ну ... додатковий простір. Учасник також займе додатковий час, коли ви перейдете до розміщення матриці, ретельно звільнивши кожне окреме виділення рядків. Змушує мене в поті, просто думаючи про це.

Є ще одна причина, що це повільно. Ці окремі виділення, як правило, живуть у розривних частинах пам'яті. Один рядок може бути за адресою 1000, інший за адресою 100 000 - ви отримуєте ідею. Це означає, що, переходячи матрицю, ви проскакуєте через пам'ять, як дика людина. Це, як правило, призводить до пропусків кешу, що значно уповільнює ваш час обробки.

Тож, якщо ви абсолютно маєте симпатичний синтаксис [x] [y] індексації, використовуйте це рішення. Якщо ви хочете швидкості та незначності (і якщо вам це не байдуже, чому ви працюєте в C ++?), Вам потрібно інше рішення.

Різне рішення

Краще рішення - виділити всю матрицю як єдиний динамічний масив, а потім використати (злегка) розумну математику індексації для отримання доступу до комірок. Математика індексування лише дуже трохи розумна; ні, це зовсім не розумно: це очевидно.

class Matrix
{
    ...
    size_t index( int x, int y ) const { return x + m_width * y; }
};

З огляду на цю index()функцію (яка, на мою думку, є членом класу, оскільки вона повинна знати m_widthматрицю), ви можете отримати доступ до комірок у своєму матричному масиві. Матричний масив розподіляється так:

array = new int[ width * height ];

Тож еквівалент цього у повільному, жировому розчині:

array[ x ][ y ]

... це швидке, невелике рішення:

array[ index( x, y )]

Сумно, я знаю. Але ти звикнеш до цього. І ваш процесор буде вам вдячний.


5
@Noein, я начеркнув рішення, не призначаючи конкретного. Детальніше може виглядати так: class Matrix { int* array; int m_width; public: Matrix( int w, int h ) : m_width( w ), array( new int[ w * h ] ) {} ~Matrix() { delete[] array; } int at( int x, int y ) const { return array[ index( x, y ) ]; } protected: int index( int x, int y ) const { return x + m_width * y; } };Якщо виправите цей код, це може мати сенс і може пролити світло на відповідь вище.
OldPeculier

4
Мені це рішення дуже подобається, чи застосовується він і до 3-х розмірних масивів? Я думаю про щось подібне: (x + m_width * y) + (m_width * m_height * z)
Ulrar

3
Основна проблема з цим рішенням є те , що є додаткові обчислення для кожного індексу. Це стає гірше, якщо помістити обчислення індексу у функцію, яка додає додаткові накладні витрати. Принаймні, подумайте про використання макросів або вбудованих функцій для зменшення накладних витрат. Приклад макросу для C ++: #define ROW_COL_TO_INDEX(row, col, num_cols) (row*num_cols + col)Тоді ви можете використовувати його як int COLS = 4; A[ ROW_COL_TO_INDEX(r, c, COLS) ] = 75; Накладний дійсно впливає, коли ми робимо матричні множення, які мають складність O (n ^ 3) або O (n ^ 2,81) для алгоритму Страссена .
Кетчум Еш

5
@AshKetchum Вбудовування (або, можливо, заміщення макросу) має сенс оптимізувати, але наскільки складні обчислення складніші, ніж те, що потрібно зробити, щоб вирішити адресу [x] [y]?
Дронз

1
@Dronz З тим a[x][y], що ви насправді робите, це *(*(a + x) + y): два доповнення та два вибору пам’яті. Що a[index(x, y)]ви насправді робите, це *(a + x + w*y): два доповнення, одне множення та одне отримання пам'яті. Остання часто є кращою з причин, викладених у цій відповіді (тобто, торгувати додатковим флеш-пам’яттю множенням варто, тим більше, що дані не фрагментовані, і тому ви не кешуєте).
Борис Дальштейн

118

У С ++ 11 можливо:

auto array = new double[M][N]; 

Таким чином, пам'ять не ініціалізується. Щоб ініціалізувати, зробіть це замість цього:

auto array = new double[M][N]();

Зразок програми (компілюйте з "g ++ -std = c ++ 11"):

#include <iostream>
#include <utility>
#include <type_traits>
#include <typeinfo>
#include <cxxabi.h>
using namespace std;

int main()
{
    const auto M = 2;
    const auto N = 2;

    // allocate (no initializatoin)
    auto array = new double[M][N];

    // pollute the memory
    array[0][0] = 2;
    array[1][0] = 3;
    array[0][1] = 4;
    array[1][1] = 5;

    // re-allocate, probably will fetch the same memory block (not portable)
    delete[] array;
    array = new double[M][N];

    // show that memory is not initialized
    for(int r = 0; r < M; r++)
    {
        for(int c = 0; c < N; c++)
            cout << array[r][c] << " ";
        cout << endl;
    }
    cout << endl;

    delete[] array;

    // the proper way to zero-initialize the array
    array = new double[M][N]();

    // show the memory is initialized
    for(int r = 0; r < M; r++)
    {
        for(int c = 0; c < N; c++)
            cout << array[r][c] << " ";
        cout << endl;
    }

    int info;
    cout << abi::__cxa_demangle(typeid(array).name(),0,0,&info) << endl;

    return 0;
}

Вихід:

2 4 
3 5 

0 0 
0 0 
double (*) [2]

3
Мені потрібно це робити на уроці, отже, я не можу використовувати авто. Що було б відповідним типом для масиву?
Пітер Сміт

3
Чи можете ви скористатися цим:using arr2d = double(*)[2]; arr2d array = new double[M][N];
Мохаммед Алаган

3
+1: це те, про що вимагала ОП. Правильним типом для цього є double (*)[M][N]або double(*)[][N]M, або N - постійні вирази.
Фозі

58
Проблема цього рішення полягає в тому, що розміри не можуть бути значенням часу виконання, але вони повинні бути відомі під час компіляції.
legends2k

4
@vsoftco Так, правда , проте питання полягало саме в тому, що обидва виміри невідомі під час компіляції.
legends2k

58

З вашого прикладу статичного масиву я припускаю, що ви хочете прямокутний масив, а не нерівний. Ви можете використовувати наступне:

int *ary = new int[sizeX * sizeY];

Потім ви можете отримати доступ до елементів як:

ary[y*sizeX + x]

Не забудьте скористатися видаленням [] ary.


1
Це хороший спосіб зробити це. Ви також можете зробити вектор <int> з розміром sizeX * sizeY для приємної додаткової безпеки.
Дітріх Епп

4
Найкраще - зафіксувати цей код у класі - ви можете виконати очищення в деструкторі, а також можете реалізувати методи get (x, y) та set (x, y, val), а не змушувати користувача робити множення самостійно . Оператор впровадження [] є більш складним, але я вважаю, що це можливо.
Тадеуш Копець

47

Є два загальних методики, які я рекомендував би для цього в C ++ 11 і вище, один для часових розмірів компіляції і один для часу виконання. Обидві відповіді припускають, що ви хочете отримати рівномірні, двовимірні масиви (а не зубчасті).

Складіть розміри часу

Використовуйте std::arrayз , std::arrayа потім використовувати , newщоб помістити його в купу:

// the alias helps cut down on the noise:
using grid = std::array<std::array<int, sizeX>, sizeY>;
grid * ary = new grid;

Знову ж таки, це працює, лише якщо розміри розмірів відомі під час компіляції.

Розміри часу виконання

Найкращий спосіб створити двовимірний масив з розмірами, відомими лише під час виконання, - це перетворити його в клас. Клас виділить 1d масив, а потім перевантажить, operator []щоб забезпечити індексацію першого виміру. Це працює, тому що в C ++ 2D масив є рядковим:

 матриця, показана в логічній формі та одновимірній формі

(Взято з http://eli.thegreenplace.net/2015/memory-layout-of-multi-dim dim- arrays/ )

Постійна послідовність пам'яті хороша з міркувань продуктивності, а також її легко очистити. Ось приклад класу, який упускає багато корисних методів, але показує основну думку:

#include <memory>

class Grid {
  size_t _rows;
  size_t _columns;
  std::unique_ptr<int[]> data;

public:
  Grid(size_t rows, size_t columns)
      : _rows{rows},
        _columns{columns},
        data{std::make_unique<int[]>(rows * columns)} {}

  size_t rows() const { return _rows; }

  size_t columns() const { return _columns; }

  int *operator[](size_t row) { return row * _columns + data.get(); }

  int &operator()(size_t row, size_t column) {
    return data[row * _columns + column];
  }
}

Таким чином ми створюємо масив із std::make_unique<int[]>(rows * columns)записами. Ми перевантажуємо, operator []що буде індексувати рядок для нас. Він повертає знак, int *який вказує на початок рядка, який потім може бути відмінено як звичайне для стовпця. Зауважте, що make_uniqueспочатку надсилається в C ++ 14, але при необхідності ви можете його заповнити на C ++ 11.

Також для цих типів структур також перевантажено operator():

  int &operator()(size_t row, size_t column) {
    return data[row * _columns + column];
  }

Технічно я тут не користувався new, але переходити std::unique_ptr<int[]>до int *та використовувати new/ -і тривіально delete.


чи можна було б зробити параметри шаблону рядків та стовпців?
Янус Троельсен

1
Якщо ви знаєте розміри під час компіляції (що ви робите, якщо ви використовуєте параметри шаблону), то я рекомендую використовувати a std::arrayз std::array: std::array<std::array<int, columns> rows>.
Леві Моррісон

1
Чи можу я сказати, що це витончена / сучасна відповідь з філософією, що дуже схожа на (простіший, з точки зору LOC та понять) відповідь, поданий @kamshi?
KcFnMi

Вони досить порівнянні по відношенню до основної техніки: є один масив, який містить усі значення у всіх вимірах. Потім якось поверніть покажчики на початок кожного ряду. На практиці клас зазвичай матиме більш корисні методи, можливо, матиме конструктор копій та операторів присвоєння копій, мати assertsналагодження налагодження для перевірки доступу до пам'яті тощо. Ці доповнення, як правило, полегшують та приємніше працювати.
Леві Моррісон

1
Крім того, @KcFnMi, якщо ви вирішили використовувати відповідь kamshi , то обов'язково прочитайте коментар Бена про використання make_uniqueзамість new/delete.
Леві Моррісон

31

Це питання мене помилило - це досить поширена проблема, що вже повинно існувати хороше рішення, щось краще, ніж вектор векторів або прокатка власного індексування масиву.

Коли щось має існувати в C ++, але це не так, перше місце, на який слід звернути увагу, - boost.org . Там я знайшов підштовхування багатовимірного масиву бібліотека,multi_array . Він навіть включає multi_array_refклас, який можна використовувати для обгортання власного буфера одновимірного масиву.


5
Я розумію ваш аргумент, я особисто не розумію, чому це має бути настільки важко, чесно, це причина, чому ми втрачаємо так багато програмістів на Java, там це просто працює з коробки! Це основні функції, які змушують хлопців c ++ втрачати час!
Олівер

Я можу просто додати, я вважаю це найкращим рішенням, але я думаю, що для деяких людей потрібно багато мозку, щоб зрозуміти всі кроки, особливо для початківців ...;)! Я бачу, що 80% програмістів на C ++ виходять з ладу, коли вони бачать набрані речі.
Олівер

1
@OliverStutz - це небезпека бути першим. Останні стандарти C ++ відчайдушно намагаються зробити речі менш обтяжливими, моє улюблене - autoключове слово. Я здивований, що вони не намагалися вирішити 2D масиви, тим більше, що Boost вже показав шлях.
Марк Викуп

смішно, як спала вся автоматизація розробки. Єдиним легким перевагою коробки є java. Мені б дуже хотілося, щоб c ++ зробила стрибок, це була потужна і потужна мова з тих пір ... навіщо мати світловий меч, якщо ви не використовуєте його!
Олівер

2
Що ще більше мене заважає - це наскільки C ++ відстає від C у цьому: C99 дозволяє реально створювати багатовимірні масиви, виділені на купі з розмірами, визначеними під час виконання, а C ++ 17 все ще не наближається до того, що дозволяє C99 ...
cmaster - відновлення моніки

27

Чому б не використовувати STL: вектор? Так просто, і вам не потрібно видаляти вектор.

int rows = 100;
int cols = 200;
vector< vector<int> > f(rows, vector<int>(cols));
f[rows - 1][cols - 1] = 0; // use it like arrays

Ви також можете ініціалізувати "масиви", просто дайте йому значення за замовчуванням

const int DEFAULT = 1234;
vector< vector<int> > f(rows, vector<int>(cols, DEFAULT));

Джерело: Як створити 2, 3 (або декілька) розмірних масивів у C / C ++?


1
найкраще рішення ІМХО
vipin8169

1
Це не гарне рішення, якщо я не хочу завантажувати STL через обмеження пам'яті.
катта

2
@katta більшість нетривіальних програм на C ++ все одно використовують STL, тому це хороше рішення, тільки не для незначної кількості випадків, включаючи вашу.
Зар Шардан

Я не розумію, чому так багато людей вважають перший індекс як рядки, а другий як стовпці. Бунт проти координатних діаграм XY у класі математики?
Дронз

2
@Dronz Це тому, що це модель пам'яті C ++ - стовпці є суміжними в пам'яті, а не в рядках. У Фортран це інакше.
Леві Моррісон

16

2D масив - це в основному 1D масив покажчиків, де кожен вказівник вказує на 1D масив, який буде містити фактичні дані.

Тут N - рядок, а M - стовпець.

динамічний розподіл

int** ary = new int*[N];
  for(int i = 0; i < N; i++)
      ary[i] = new int[M];

заливка

for(int i = 0; i < N; i++)
    for(int j = 0; j < M; j++)
      ary[i][j] = i;

друк

for(int i = 0; i < N; i++)
    for(int j = 0; j < M; j++)
      std::cout << ary[i][j] << "\n";

безкоштовно

for(int i = 0; i < N; i++)
    delete [] ary[i];
delete [] ary;

14

Як виділити суміжний багатовимірний масив у GNU C ++? Існує розширення GNU, яке дозволяє "стандартному" синтаксису працювати.

Здається, проблема виникає в оператора new []. Переконайтесь, що ви використовуєте оператор new замість цього:

double (* in)[n][n] = new (double[m][n][n]);  // GNU extension

І це все: ви отримуєте C-сумісний багатовимірний масив ...


Який компілятор ви використовуєте? Синтаксис масиву компілюється та працює добре з g ++ 4.6.4 та 4.7.3. Я просто отримую попередження про останнє] перед тим, що = = що "обчислене значення не використовується" або "оператор не має ефекту". Однак, якщо я використовую g ++ 4.8.1 (нібито повністю сумісний з c ++ 11), він видає помилки на n і o, не є постійними "розмір масиву в операторі new повинен бути постійним", і вказує на останнє] у рядку.
jbo5112

@cmaster double (*in)[m][n] = (double (*)[m][n])new double[k*m*n];теж не працює. Я отримую помилки C2057, C2540, nоскільки це невідомо під час компіляції. Я не розумію, чому я не можу це зробити, оскільки пам'ять розподілена належним чином і це лише покажчики, щоб зручно обробляти цю пам'ять. (VS 2010)
користувач1234567

2
@ user3241228 gccмене обдурив, коли я писав це: постачання -std=c++11недостатньо для включення суворої стандартної відповідності -pedantic-errors. Без пізнішого прапора gccрадісно приймає акторський склад, навіть якщо він дійсно не відповідає стандарту C ++. З того, що я зараз знаю, я можу порадити повернутися до C лише тоді, коли робите речі, які сильно залежать від багатовимірних масивів. У цьому плані C99 набагато потужніший, ніж навіть C ++ 17.
cmaster - відновити моніку

@cmaster динамічно виділені VLA так чи інакше є синтаксичним цукром ... вони хороші в C, оскільки нічого іншого немає, але C ++ має кращий синтаксичний цукор :)
MM

1
@MM Шкода, що у C ++ немає синтаксичного цукру для справжнього, послідовного багатовимірного масиву, виділеного на купі, розмірами, які відомі лише під час виконання. Поки вам цього не потрібно, синтаксичний цукор C ++ чудово. Але коли вам потрібно все вище, навіть FORTRAN б'є C ++ ...
cmaster - відновіть моніку

13

typedef - ваш друг

Повернувшись назад і переглянувши багато інших відповідей, я виявив, що більш глибоке пояснення стоїть на порядку, оскільки багато інших відповідей або страждають від проблем з продуктивністю, або змушують вас використовувати незвичний або обтяжливий синтаксис для оголошення масиву або доступу до масиву елементи (або все вищезазначене).

Спочатку ця відповідь передбачає, що ви знаєте розміри масиву під час компіляції. Якщо ви це зробите, то це найкраще рішення, оскільки воно дасть найкращі показники та дозволяє використовувати стандартний синтаксис масиву для доступу до елементів масиву .

Причина, по якій це дає найкращі показники, полягає в тому, що він виділяє всі масиви як суміжний блок пам'яті, що означає, що ви, ймовірно, матимете менше пропусків сторінки та кращу просторову локальність. Виділення в циклі може призвести до того, що окремі масиви в кінцевому підсумку розкидаються по декількох непоміжних сторінках через віртуальний простір пам'яті, оскільки цикл розподілу може бути перерваний (можливо, багаторазово) іншими потоками або процесами, або просто через розсуд алокатор, заповнення невеликих порожніх блоків пам'яті, вони, можливо, є в наявності.

Інші переваги - простий синтаксис оголошення та стандартний синтаксис доступу до масиву.

В C ++ з використанням нових:

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

int main(int argc, char **argv) {

typedef double (array5k_t)[5000];

array5k_t *array5k = new array5k_t[5000];

array5k[4999][4999] = 10;
printf("array5k[4999][4999] == %f\n", array5k[4999][4999]);

return 0;
}

Або стиль C за допомогою calloc:

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

int main(int argc, char **argv) {

typedef double (*array5k_t)[5000];

array5k_t array5k = calloc(5000, sizeof(double)*5000);

array5k[4999][4999] = 10;
printf("array5k[4999][4999] == %f\n", array5k[4999][4999]);

return 0;
}

1
Доступ за межі кінця масиву не гарантовано спричинить помилку. Якщо пощастить, програма просто вийде з ладу. Ви точно в царині невизначеної поведінки.
Майкл Кристофік

Правда, хоча мета цього прикладу насправді просто показати, як використовувати typedef та new разом для оголошення 2D масиву.
Роберт С. Барнс

1
Мені серйозно сподобалась ваша відповідь. Я сам був захисником typedef.
Fooo

12

Ця проблема мене турбує протягом 15 років, і всі запропоновані рішення для мене були незадовільними. Як створювати динамічний багатовимірний масив безперервно в пам'яті? Сьогодні я нарешті знайшов відповідь. Використовуючи наступний код, ви можете зробити саме це:

#include <iostream>

int main(int argc, char** argv)
{
    if (argc != 3)
    {
        std::cerr << "You have to specify the two array dimensions" << std::endl;
        return -1;
    }

    int sizeX, sizeY;

    sizeX = std::stoi(argv[1]);
    sizeY = std::stoi(argv[2]);

    if (sizeX <= 0)
    {
        std::cerr << "Invalid dimension x" << std::endl;
        return -1;
    }
    if (sizeY <= 0)
    {
        std::cerr << "Invalid dimension y" << std::endl;
        return -1;
    }

    /******** Create a two dimensional dynamic array in continuous memory ******
     *
     * - Define the pointer holding the array
     * - Allocate memory for the array (linear)
     * - Allocate memory for the pointers inside the array
     * - Assign the pointers inside the array the corresponding addresses
     *   in the linear array
     **************************************************************************/

    // The resulting array
    unsigned int** array2d;

    // Linear memory allocation
    unsigned int* temp = new unsigned int[sizeX * sizeY];

    // These are the important steps:
    // Allocate the pointers inside the array,
    // which will be used to index the linear memory
    array2d = new unsigned int*[sizeY];

    // Let the pointers inside the array point to the correct memory addresses
    for (int i = 0; i < sizeY; ++i)
    {
        array2d[i] = (temp + i * sizeX);
    }



    // Fill the array with ascending numbers
    for (int y = 0; y < sizeY; ++y)
    {
        for (int x = 0; x < sizeX; ++x)
        {
            array2d[y][x] = x + y * sizeX;
        }
    }



    // Code for testing
    // Print the addresses
    for (int y = 0; y < sizeY; ++y)
    {
        for (int x = 0; x < sizeX; ++x)
        {
            std::cout << std::hex << &(array2d[y][x]) << ' ';
        }
    }
    std::cout << "\n\n";

    // Print the array
    for (int y = 0; y < sizeY; ++y)
    {
        std::cout << std::hex << &(array2d[y][0]) << std::dec;
        std::cout << ": ";
        for (int x = 0; x < sizeX; ++x)
        {
            std::cout << array2d[y][x] << ' ';
        }
        std::cout << std::endl;
    }



    // Free memory
    delete[] array2d[0];
    delete[] array2d;
    array2d = nullptr;

    return 0;
}

Коли ви викликаєте програму зі значеннями sizeX = 20 та sizeY = 15, вихід буде таким:

0x603010 0x603014 0x603018 0x60301c 0x603020 0x603024 0x603028 0x60302c 0x603030 0x603034 0x603038 0x60303c 0x603040 0x603044 0x603048 0x60304c 0x603050 0x603054 0x603058 0x60305c 0x603060 0x603064 0x603068 0x60306c 0x603070 0x603074 0x603078 0x60307c 0x603080 0x603084 0x603088 0x60308c 0x603090 0x603094 0x603098 0x60309c 0x6030a0 0x6030a4 0x6030a8 0x6030ac 0x6030b0 0x6030b4 0x6030b8 0x6030bc 0x6030c0 0x6030c4 0x6030c8 0x6030cc 0x6030d0 0x6030d4 0x6030d8 0x6030dc 0x6030e0 0x6030e4 0x6030e8 0x6030ec 0x6030f0 0x6030f4 0x6030f8 0x6030fc 0x603100 0x603104 0x603108 0x60310c 0x603110 0x603114 0x603118 0x60311c 0x603120 0x603124 0x603128 0x60312c 0x603130 0x603134 0x603138 0x60313c 0x603140 0x603144 0x603148 0x60314c 0x603150 0x603154 0x603158 0x60315c 0x603160 0x603164 0x603168 0x60316c 0x603170 0x603174 0x603178 0x60317c 0x603180 0x603184 0x603188 0x60318c 0x603190 0x603194 0x603198 0x60319c 0x6031a0 0x6031a4 0x6031a8 0x6031ac 0x6031b0 0x6031b4 0x6031b8 0x6031bc 0x6031c0 0x6031c4 0x6031c8 0x6031cc 0x6031d0 0x6031d4 0x6031d8 0x6031dc 0x6031e0 0x6031e4 0x6031e8 0x6031ec 0x6031f0 0x6031f4 0x6031f8 0x6031fc 0x603200 0x603204 0x603208 0x60320c 0x603210 0x603214 0x603218 0x60321c 0x603220 0x603224 0x603228 0x60322c 0x603230 0x603234 0x603238 0x60323c 0x603240 0x603244 0x603248 0x60324c 0x603250 0x603254 0x603258 0x60325c 0x603260 0x603264 0x603268 0x60326c 0x603270 0x603274 0x603278 0x60327c 0x603280 0x603284 0x603288 0x60328c 0x603290 0x603294 0x603298 0x60329c 0x6032a0 0x6032a4 0x6032a8 0x6032ac 0x6032b0 0x6032b4 0x6032b8 0x6032bc 0x6032c0 0x6032c4 0x6032c8 0x6032cc 0x6032d0 0x6032d4 0x6032d8 0x6032dc 0x6032e0 0x6032e4 0x6032e8 0x6032ec 0x6032f0 0x6032f4 0x6032f8 0x6032fc 0x603300 0x603304 0x603308 0x60330c 0x603310 0x603314 0x603318 0x60331c 0x603320 0x603324 0x603328 0x60332c 0x603330 0x603334 0x603338 0x60333c 0x603340 0x603344 0x603348 0x60334c 0x603350 0x603354 0x603358 0x60335c 0x603360 0x603364 0x603368 0x60336c 0x603370 0x603374 0x603378 0x60337c 0x603380 0x603384 0x603388 0x60338c 0x603390 0x603394 0x603398 0x60339c 0x6033a0 0x6033a4 0x6033a8 0x6033ac 0x6033b0 0x6033b4 0x6033b8 0x6033bc 0x6033c0 0x6033c4 0x6033c8 0x6033cc 0x6033d0 0x6033d4 0x6033d8 0x6033dc 0x6033e0 0x6033e4 0x6033e8 0x6033ec 0x6033f0 0x6033f4 0x6033f8 0x6033fc 0x603400 0x603404 0x603408 0x60340c 0x603410 0x603414 0x603418 0x60341c 0x603420 0x603424 0x603428 0x60342c 0x603430 0x603434 0x603438 0x60343c 0x603440 0x603444 0x603448 0x60344c 0x603450 0x603454 0x603458 0x60345c 0x603460 0x603464 0x603468 0x60346c 0x603470 0x603474 0x603478 0x60347c 0x603480 0x603484 0x603488 0x60348c 0x603490 0x603494 0x603498 0x60349c 0x6034a0 0x6034a4 0x6034a8 0x6034ac 0x6034b0 0x6034b4 0x6034b8 0x6034bc 

0x603010: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 
0x603060: 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 
0x6030b0: 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
0x603100: 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 
0x603150: 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 
0x6031a0: 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 
0x6031f0: 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 
0x603240: 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 
0x603290: 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 
0x6032e0: 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 
0x603330: 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 
0x603380: 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 
0x6033d0: 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 
0x603420: 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 
0x603470: 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299

Як бачимо, багатовимірний масив постійно лежить в пам'яті, і жодна дві адреси пам'яті не перетинаються. Навіть розпорядок звільнення масиву простіший, ніж стандартний спосіб динамічного розподілу пам'яті для кожного стовпця (або рядка, залежно від способу перегляду масиву). Оскільки масив в основному складається з двох лінійних масивів, лише ці два мають бути (і можуть бути) звільнені.

Цей метод може бути розширений на більш ніж два виміри з однаковою концепцією. Я цього робити не буду, але коли ви зрозумієте, що це за ним, це просте завдання.

Я сподіваюся, що цей код вам допоможе настільки ж, як і мені.


1
Ще є додатковий масив покажчиків. Код, що використовує масив, повинен робити додатковий шар непрямості, тому що він не може припустити array2d[i] = buffer + i * sizeX. Таким чином, це допомагає в невеликій мірі, але в коді, що використовує масив, компілятор не може просто збільшувати покажчики для сканування масиву.
Пітер Кордес

4
Так, саме такий спосіб зробити. Але це спосіб C зробити це, в C ++ ми використовували б make_unique<int[]>(sizeX*sizeY)для встановлення суміжного сховища та make_unique<int*[]>(sizeX)для зберігання покажчиків (які повинні бути призначені так, як ви показуєте). Це звільняє вас від вимоги зателефонувати delete[]двічі наприкінці.
Бен Войгт

Ця відповідь якось викликає сенс для мене, ще більше враховуючи коментар @BenVoigt. Додатковий масив покажчиків @PeterCordes посилається, чи не так temp? Враховуючи переваги (безперервний 2d масив з невідомими розмірами під час компіляції), я не впевнений, що мені байдуже, що він звисає. Я не розумів, що означає @PeterCordes extra layer of indirection, що це? Чому дужки array2d[i] = (temp + i * sizeX),;
KcFnMi

delete [] array2d [0] - це те саме, що видалити [] temp?
KcFnMi

6

Мета цієї відповіді - не додати нічого нового, що інші не охоплюють, а продовжити відповідь @ Кевін Лоні.

Ви можете скористатися полегшеною декларацією:

int *ary = new int[SizeX*SizeY]

і синтаксис доступу буде:

ary[i*SizeY+j]     // ary[i][j]

але це більш громіздко для більшості і може призвести до плутанини. Отже, ви можете визначити макрос так:

#define ary(i, j)   ary[(i)*SizeY + (j)]

Тепер ви можете отримати доступ до масиву, використовуючи дуже схожий синтаксис ary(i, j) // means ary[i][j]. Це має переваги в тому, що вони є простими і красивими, і в той же час використання виразів замість індексів також є більш простим і менш заплутаним.

Для доступу, скажімо, до арі [2 + 5] [3 + 8], ви можете писати ary(2+5, 3+8)замість складного вигляду, ary[(2+5)*SizeY + (3+8)]тобто це зберігає дужки та сприяє читанню.

Застереження:

  • Хоча синтаксис дуже схожий, він НЕ той самий.
  • У випадку, якщо ви SizeYпередаєте масив іншим функціям, його потрібно передавати з тим самим іменем (або замість цього оголошувати як глобальну змінну).

Або, якщо вам потрібно використовувати масив у декількох функціях, ви можете додати SizeY також як інший параметр у визначенні макросу, наприклад:

#define ary(i, j, SizeY)  ary[(i)*(SizeY)+(j)]

Ви отримуєте ідею. Звичайно, це стає занадто довгим, щоб бути корисним, але воно все одно може запобігти плутанині + і *.

Це категорично не рекомендується, і більшість досвідчених користувачів буде засуджено як погану практику, але я не втримався поділитися ним через його елегантність.

Редагувати:
Якщо потрібно портативне рішення, яке працює для будь-якої кількості масивів, ви можете використовувати цей синтаксис:

#define access(ar, i, j, SizeY) ar[(i)*(SizeY)+(j)]

а потім ви можете передати будь-який масив виклику будь-якого розміру за допомогою синтаксису доступу:

access(ary, i, j, SizeY)      // ary[i][j]

PS: Я перевірив це, і той самий синтаксис працює (як і lvalue, так і rvalue) на компіляторах g ++ 14 і g ++ 11.



2

Тут у мене є два варіанти. Перший показує поняття масиву масивів або вказівника покажчиків. Я вважаю за краще другий, оскільки адреси суміжні, як ви бачите на зображенні.

введіть тут опис зображення

#include <iostream>

using namespace std;


int main(){

    int **arr_01,**arr_02,i,j,rows=4,cols=5;

    //Implementation 1
    arr_01=new int*[rows];

    for(int i=0;i<rows;i++)
        arr_01[i]=new int[cols];

    for(i=0;i<rows;i++){
        for(j=0;j<cols;j++)
            cout << arr_01[i]+j << " " ;
        cout << endl;
    }


    for(int i=0;i<rows;i++)
        delete[] arr_01[i];
    delete[] arr_01;


    cout << endl;
    //Implementation 2
    arr_02=new int*[rows];
    arr_02[0]=new int[rows*cols];
    for(int i=1;i<rows;i++)
        arr_02[i]=arr_02[0]+cols*i;

    for(int i=0;i<rows;i++){
        for(int j=0;j<cols;j++)
            cout << arr_02[i]+j << " " ;
        cout << endl;
    }

    delete[] arr_02[0];
    delete[] arr_02;


    return 0;
}

1

Якщо ваш проект - CLI (підтримка загальної мови виконання) , то:

Ви можете використовувати клас масиву, не той, який ви отримуєте, коли пишете:

#include <array>
using namespace std;

Іншими словами, не некерований клас масиву, який ви отримуєте при використанні простору імен std та при включенні заголовка масиву, не клас керованого масиву, визначений у просторі імен std та в заголовку масиву, а керований масив класу CLI.

за допомогою цього класу ви можете створити масив будь-якого потрібного вам рангу .

Наведений нижче код створює новий двовимірний масив з 2 рядків і 3 стовпців і типу int, і я називаю його "arr":

array<int, 2>^ arr = gcnew array<int, 2>(2, 3);

Тепер ви можете отримати доступ до елементів масиву, назвати його і записати лише одну квадратну дужку [], а всередині них додати рядок і стовпець і відокремити їх комою ,.

Наведений нижче код отримує доступ до елемента у 2-му рядку та 1-му стовпці масиву, який я вже створив у попередньому коді вище:

arr[0, 1]

писати лише цей рядок - це прочитати значення в цій комірці, тобто отримати значення в цій комірці, але якщо додати рівне = знак , ви збираєтесь записати значення в цю комірку, тобто встановити значення в цій комірці. Ви також можете використовувати оператори + =, - =, * = та / =, звичайно, лише для чисел (int, float, double, __int16, __int32, __int64 та ін.), Але впевнені, що ви це вже знаєте.

Якщо ваш проект не є CLI, то #include <array>, звичайно, ви можете використовувати клас некерованого масиву простору імен std , але проблема полягає в тому, що цей клас масиву відрізняється від масиву CLI. Створення масиву цього типу аналогічно CLI, за винятком того, що вам доведеться видалити ^знак та gcnewключове слово. Але, на жаль, другий параметр int у <>дужках вказує довжину (тобто розмір) масиву, а не його ранг!

Немає можливості визначити ранг у такому вигляді масиву, ранг - це лише функція масиву CLI . .

std масив поводиться як звичайний масив у c ++, який ви визначаєте за допомогою вказівника, наприклад, int*а потім:: new int[size]або без вказівника:, int arr[size]але на відміну від звичайного масиву c ++, std масив надає функції, які можна використовувати з елементами масиву, як, наприклад, заповнення, початок, кінець, розмір тощо, але звичайний масив нічого не дає .

Але все ж std масив - це одновимірний масив, як звичайний масив c ++. Але завдяки рішенням, які пропонують інші хлопці про те, як можна зробити нормальний c ++ один розмірний масив до двовимірного масиву, ми можемо адаптувати ті самі ідеї до std масиву, наприклад, згідно ідеї Мехрдада Афшарі, ми можемо написати наступний код:

array<array<int, 3>, 2> array2d = array<array<int, 3>, 2>();

Цей рядок коду створює "нерівний масив" , який представляє собою одновимірний масив, яким є кожна його комірка або вказує на інший одновимірний масив.

Якщо всі одновимірні масиви в одному розмірному масиві рівні за своєю довжиною / розміром, то ви можете трактувати змінну array2d як реальний двовимірний масив, плюс ви можете використовувати спеціальні методи для обробки рядків або стовпців, залежить від того, як ви її переглядаєте майте на увазі, що у 2D масиві цей std масив підтримує.

Ви також можете використовувати рішення Кевіна Лоні:

int *ary = new int[sizeX*sizeY];

// ary[i][j] is then rewritten as
ary[i*sizeY+j]

але якщо ви використовуєте std масив, код повинен виглядати інакше:

array<int, sizeX*sizeY> ary = array<int, sizeX*sizeY>();
ary.at(i*sizeY+j);

А ще мають унікальні функції масиву std.

Зауважте, що ви все ще можете отримати доступ до елементів масиву std за допомогою []круглих дужок, і вам не потрібно викликатиat функцію. Ви також можете визначити та призначити нову змінну int, яка буде обчислювати та зберігати загальну кількість елементів у масиві std, а також використовувати її значення замість повторенняsizeX*sizeY

Ви можете визначити свій власний двомірний масив загального класу та визначити конструктор класу двовимірного масиву, щоб отримати два цілих числа, щоб вказати кількість рядків та стовпців у новому двовимірному масиві та визначити функцію get, яка отримує два параметри цілого числа які отримують доступ до елемента в двовимірному масиві і повертають його значення, і встановлюють функцію, яка отримує три параметри, що два перші - цілі числа, які задають рядок і стовпець у двовимірному масиві, а третій параметр - нове значення елемент. Його тип залежить від типу, який ви вибрали у родовому класі.

Ви зможете реалізувати все це, використовуючи або нормальний C ++ масив (покажчики або без нього ) або в станд масив і використовувати одну з ідей , що інші люди запропонували, і зробити його простим у використанні , як Cli масив, або як два розмірний масив, який можна визначити, призначити та використовувати в C #.



1

Нижче приклад може допомогти,

int main(void)
{
    double **a2d = new double*[5]; 
    /* initializing Number of rows, in this case 5 rows) */
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        a2d[i] = new double[3]; /* initializing Number of columns, in this case 3 columns */
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            a2d[i][j] = 1; /* Assigning value 1 to all elements */
        }
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            cout << a2d[i][j] << endl;  /* Printing all elements to verify all elements have been correctly assigned or not */
        }
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++)
        delete[] a2d[i];

    delete[] a2d;


    return 0;
}

1

Якщо ви хочете 2d масив цілих чисел, елементи якого виділяються послідовно в пам'яті, ви повинні оголосити його як

int (*intPtr)[n] = new int[x][n]

де замість x ви можете написати будь-який вимір, але n має бути однаковим у двох місцях. Приклад

int (*intPtr)[8] = new int[75][8];
intPtr[5][5] = 6;
cout<<intPtr[0][45]<<endl;

повинен надрукувати 6.


0

Я залишив вам рішення, яке для мене найкраще працює в певних випадках. Особливо, якщо знає [розмір?] Один вимір масиву. Дуже корисно для масиву символів, наприклад, якщо нам потрібен масив різної величини масивів char [20].

int  size = 1492;
char (*array)[20];

array = new char[size][20];
...
strcpy(array[5], "hola!");
...
delete [] array;

Ключ - це круглі дужки в оголошенні масиву.


StackOverflow використовує лише англійську мову, будь ласка, перекладіть своє запитання.
М. Мімпен

0

Я використовував цю не елегантну, але швидку, легку та робочу систему. Я не бачу, чому не може працювати, тому що єдиний спосіб, щоб система дозволила створити масив великого розміру та отримати доступ до частин, не розрізаючи його на частини:

#define DIM 3
#define WORMS 50000 //gusanos

void halla_centros_V000(double CENW[][DIM])
{
    CENW[i][j]=...
    ...
}


int main()
{
    double *CENW_MEM=new double[WORMS*DIM];
    double (*CENW)[DIM];
    CENW=(double (*)[3]) &CENW_MEM[0];
    halla_centros_V000(CENW);
    delete[] CENW_MEM;
}

0

Я точно не знаю, чи не була надана наступна відповідь, але я вирішив додати деякі локальні оптимізації до розподілу 2d масиву (наприклад, квадратна матриця робиться лише одним розподілом): int** mat = new int*[n]; mat[0] = new int [n * n];

Однак видалення відбувається так через лінійність розподілу вище: delete [] mat[0]; delete [] mat;


Вже згадується у відповіді на це саме запитання: stackoverflow.com/a/27672888/103167 та версія смарт-вказівника тут: stackoverflow.com/a/29375830/103167
Бен Войгт

-1

динамічне оголошення 2D масиву:

    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    {
        int x = 3, y = 3;

        int **ptr = new int *[x];

        for(int i = 0; i<y; i++)
        {
            ptr[i] = new int[y];
        }
        srand(time(0));

        for(int j = 0; j<x; j++)
        {
            for(int k = 0; k<y; k++)
            {
                int a = rand()%10;
                ptr[j][k] = a;
                cout<<ptr[j][k]<<" ";
            }
            cout<<endl;
        }
    }

Тепер у наведеному вище коді ми взяли подвійний покажчик і присвоїли йому динамічну пам’ять і дали значення стовпцям. Тут виділена пам'ять призначена лише для стовпців, тепер для рядків нам просто потрібна петля і присвоїти значенню для кожного ряду динамічну пам'ять. Тепер ми можемо використовувати вказівник так само, як ми використовуємо 2D масив. У наведеному вище прикладі ми присвоїли випадкові числа нашому 2D масиву (покажчику). Це все про DMA 2D масиву.


-3

Я використовую це під час створення динамічного масиву. Якщо у вас є клас або структура. І це працює. Приклад:

struct Sprite {
    int x;
};

int main () {
   int num = 50;
   Sprite **spritearray;//a pointer to a pointer to an object from the Sprite class
   spritearray = new Sprite *[num];
   for (int n = 0; n < num; n++) {
       spritearray[n] = new Sprite;
       spritearray->x = n * 3;
  }

   //delete from random position
    for (int n = 0; n < num; n++) {
        if (spritearray[n]->x < 0) {
      delete spritearray[n];
      spritearray[n] = NULL;
        }
    }

   //delete the array
    for (int n = 0; n < num; n++) {
      if (spritearray[n] != NULL){
         delete spritearray[n];
         spritearray[n] = NULL;
      }
    }
    delete []spritearray;
    spritearray = NULL;

   return 0;
  } 
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.