对数组进行malloc动态分配的一些总结

笔者在处理程序奔溃问题的时候，遇到栈溢出的情况，栈溢出最常见的情况是：迭代调用和数组过大。数组占用占空间，所以改为了malloc方式放在堆上。想想，就想整理一下关于对多维数组的动态分配问题。

 

一，堆和栈的先关问题

首先，必须了解一下堆和栈的问题，可参考网上文章 ，现在稍微总结一下：

栈区（stack），由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈；堆区（heap），一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表；全局区（静态区）（static），全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域，程序结束后由系统释放；文字常量区，常量字符串就是放在这里的，程序结束后由系统释放 ；程序代码区，存放函数体的二进制代码。

 

二，多维数组的malloc内存动态分配

对于一些需要放在堆上的数组，或者维数未知的数组，我们可以直接定义指针，在进行对其内存分配。

 

1，C语言动态分配二维数组

(1) 已知第二维

char (*a)[N];//指向数组的指针  
  
a = (char (*)[N])malloc(sizeof(char) * N * m);  
printf("%d\n", sizeof(a));//4，指针  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//N，一维数组  
  
free(a);  

 

(2) 已知第一维

char* a[M];//指针的数组  
int i;  
for(i=0; i<M; i++)  
　　a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);  
printf("%d\n", sizeof(a));//4*M，指针数组  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//4，指针  
  
for(i=0; i<M; i++)  
    free(a[i]);

 

(3) 已知第一维，一次分配内存(保证内存的连续性)

char* a[M];//指针的数组  
int i;  
  
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * M * n);  
for(i=1; i<M; i++)  
　　a[i] = a[i-1] + n;  
printf("%d\n", sizeof(a));//4*M，指针数组  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//4，指针  
  
free(a[0]); 

 

(4) 两维都未知

char **a;  
int i;  
  
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指针数组  
for(i=0; i<m; i++)  
{  
　　a[i] = (char *)malloc(sizeof(char) * n);//分配每个指针所指向的数组  
}  
  
printf("%d\n", sizeof(a));//4，指针  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//4，指针  
  
for(i=0; i<m; i++)  
{  
　　free(a[i]);  
}  
free(a);

 

(5) 两维都未知，一次分配内存(保证内存的连续性)

char **a;  
int i;  
a = (char **)malloc(sizeof(char *) * m);//分配指针数组  
a[0] = (char *)malloc(sizeof(char) * m * n);//一次性分配所有空间  
for(i=1; i<m; i++)  
{  
    a[i] = a[i-1] + n;  
}  
  
printf("%d\n", sizeof(a));//4，指针  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//4，指针  
free(a[0]);  
free(a);

 

2，C++动态分配二维数组

(1) 已知第二维

char (*a)[N];//指向数组的指针  
a = new char[m][N];  
  
printf("%d\n", sizeof(a));//4，指针  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//N，一维数组  
  
delete[] a; 

 

(2) 已知第一维

char* a[M];//指针的数组  
for(int i=0; i<M; i++)  
    a[i] = new char[n];  
  
printf("%d\n", sizeof(a));//4*M，指针数组  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//4，指针  
  
for(i=0; i<M; i++)  
    delete[] a[i];  

 

(3) 已知第一维，一次分配内存(保证内存的连续性)

char* a[M];//指针的数组  
a[0] = new char[M*n];  
for(int i=1; i<M; i++)  
a[i] = a[i-1] + n;  
  
printf("%d\n", sizeof(a));//4*M，指针数组  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//4，指针  
  
delete[] a[0];

 

(4) 两维都未知

char **a;  
a = new char* [m];//分配指针数组  
for(int i=0; i<m; i++)  
{  
　　a[i] = new char[n];//分配每个指针所指向的数组  
}  
  
printf("%d\n", sizeof(a));//4，指针  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//4，指针  
  
for(i=0; i<m; i++)  
　　delete[] a[i];  
delete[] a;  

 

(5) 两维都未知，一次分配内存(保证内存的连续性)

char **a;  
a = new char* [m];  
a[0] = new char[m * n];//一次性分配所有空间  
for(int i=1; i<m; i++)  
{  
a[i] = a[i-1] + n;//分配每个指针所指向的数组  
}  
  
printf("%d\n", sizeof(a));//4，指针  
printf("%d\n", sizeof(a[0]));//4，指针  
  
delete[] a[0];  
delete[] a; 

 

多说一句：new和delete要注意配对使用，即有多少个new就有多少个delete，这样才可以避免内存泄漏！

 

3，静态二维数组作为函数参数传递

如果采用上述几种方法动态分配二维数组，那么将对应的数据类型作为函数参数就可以了。这里讨论静态二维数组作为函数参数传递，即按照以下的调用方式：
int a[2][3];
func(a);

C语言中将静态二维数组作为参数传递比较麻烦，一般需要指明第二维的长度，如果不给定第二维长度，则只能先将其作为一维指针传递，然后利用二维数组的线性存储特性，在函数体内转化为对指定元素的访问。
首先写好测试代码，以验证参数传递的正确性：

(1) 给定第二维长度

void func(int a[][N])  
{  
    printf("%d\n", a[1][2]);  
} 

 

(2) 不给定第二维长度

void func(int* a)  
{  
　　printf("%d\n", a[1 * N + 2]);//计算元素位置  
} 

 

注意：使用该函数时需要将二维数组首地址强制转换为一维指针，即func((int*)a);

 

 

三，关于数组与指针相互memcpy的问题

 

笔者只举个例子：

unsigned char  Buffer1[5][8]=         
{
    {1,2,3,4,5,6,7,8},
    {1,2,3,4,5,6,7,8},
    {1,2,3,4,5,6,7,8},
    {1,2,3,4,5,6,7,8},
    {1,2,3,4,5,6,7,8},
};

unsigned char *Buffer2 = NULL;
int bufer_index = 0;

Buffer2 = (unsigned char *)malloc(sizeof(unsigned char) * 5 * 8);

memset(Buffer2, 0, sizeof(Buffer2));
for (bufer_index = 0; bufer_index < 5; bufer_index++)
{
　　memcpy(Buffer2 + (bufer_index * 8), Buffer1[bufer_index], 8 * sizeof(unsigned char));
}

 

memcpy回来：

for (bufer_index = 0; bufer_index < 5; bufer_index++)
{
    memcpy(Buffer[bufer_index], Buffer2 + (bufer_index * 8), 8 * sizeof(unsigned char));                    
}