[轉錄]C/C++ 的多維動態陣列

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http://ehome.hifly.to/showthread.php?threadid=357

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多維動態陣列在 C 中 大概只能用 malloc，但這在一維時尚
不構成問題，但需要多維陣列時怎麼辦呢？這算是程式論壇
最常被問到的問題之一了。
我把它整理了相關的回覆，都只用二維做說明，更多維的陣列
類推即可。
就從 C 談起吧！

動態產生一個[m][n]陣列 Array 的方法 

code:

int i;
int **Array;
Array= (int **)malloc(m*sizeof(void *));
for (i=0; i    Array[i]=(int *)malloc(n*sizeof(int *));

這樣你就有一個 int Array[m][n]; 可以用了
是C 喔！不是 C++
但這不夠好，若你要的是一個較大的mXn陣列，那麼太多的malloc
會使記憶體碎片化(memory fragment)！沒關係，窮則變，變則通！
問題既出在for loop不斷的 memory allocation，就從那兒下手： 

code:

int i;
int **Array, *pData;
Array= (int **)malloc(m*sizeof(int *));
pData= (int *)malloc(m*n*sizeof(int));
for (i=0; i    Array[i]=pData;

注意到嗎？這次只用了二次的malloc。
當要release memory也只要free Array[0] 和 Array 就成了！
(注意先free Array[0] 再 free Array)
如果嫌兩個alloc/free還是太多，也可簡單併成一個： 

code:

int i;
int **Array, *pData;
Array= (int **)malloc(m*sizeof(int *)+m*n*sizeof(int));
for (i=0,pData= (int *)(Array+m); i    Array[i]=pData;

要 free 時只要 free Array 就行了，帥吧？
如果用的是C++，那可用的方法就更多了！

《幼幼班》嘗試錯誤的階段
?> int Array[][] = new int [10][20];//這樣行ㄇ？
當然不行！ int Array[][]不是一個指標，而且只能有
一維為不定大小。

《小班》終於會從1數到100了
?> 那...
?> int *Array[] = new int [10][20];//這樣行ㄇ？
有點想法了！但可惜的是 '*' 在 C++的語法是修飾前面的
識別字，所以 int *Array[]的意思是 "Array是一個 int 指標
的一維陣列！"

如果能使那個 '*' 以獨立指標型態去宣告Array，就會變成
"Array是一個指標，指向一維 int 的陣列"，而我們知道指標
本身就可以當做一維的陣列，那麼是不是就成了"Array是一個二維
的int陣列"？
對了！這正是我們要的！問題是怎麼讓'*'成為獨立指標型態，
不會去修飾前面的int識別字？答案是使用括號：
int (*Array)[20] = new int [10][20];//這是正解！

但問題又來了， new 運算子可以使用 new int [m][n]，但
int (*Array)[20] 的 [20]卻沒辦法以 [n] 來取代，所以就
沒辦法做到不定大小的宣告了。所以這只能算是小班的答案，
要做到不定大小的動態多維宣告，加上 STL 的運用，是不錯
的想法。

《中班》vector 模板的運用
vector *array=new vector[m];
for (int i=0; i
嘿嘿...不錯吧！？不定大小的二維陣列，而且每個維度還
可以隨時調整大小喔！
不過還是有缺點ㄟ！！那行 for loop 看起來有點礙眼，不能
拿掉嗎？拿掉的話，基本上Array 還是二維陣列，但第二維
並沒有預留空間放東西你可以用push.back等成員函式來增加
空間和存放data，但不能在還沒有空間時使用像
array[5][3]=3; 這種陣列的存取方式。沒更好的方法了嗎？
vector 不是有預留空間大小的建構子嗎？像一維的宣告：
vector *Array= new vector (n);
//這不是預留了 n 個元素的陣列了嗎？
只可惜，這是一維的宣告，若你嘗試做這樣的宣告：
vector *Array= new vector [m](n);
編譯器會給你無情的嘲諷：陣列不能呼叫帶參數的建構子！
這是很令人失望的！為十麼不行？不是邏輯的問題，或許下
一版本的C++會可以這樣宣告吧！但為今之計只能自力救濟
了。

《大班》使用模板在模版中
仔細觀察下面的宣告：
vector > Array(m, vector(n));

不用懷疑！這是相當於宣告一個動態二維不定大小的 int Array[m][n];
不相信的話你可以在m,n範圍內存取 Array[i][j] 看看。
若你能一眼看出這是在幹嘛，那麼你早已超出大班的程度了！
若你暫時不知所云，也沒關係，你可以安全的使用它帶給你的好處。
只是你也只好留在大班留班查看了 ^_^

解釋這個宣告，其實不難，但首先你要對模版的使用有相當的了解，當然
還要對 vector 模版的建構子不能陌生。這樣子自然很容易可以看得懂它。
了然於胸了嗎？恭喜你，大班可以畢業了 ^_@


註：大班的答案是Duncan在練功房提出的解答，注意到兩個
兩個角括號中間的空白了嗎？（>　>）
　　　　　　　　　　　　　　　^-------這裡要有空白
不加空白的話會被語法解析為右移運算子。