使用memset而不是for循环初始化int **时出现分段错误

Question

这是我在c ++中的代码

int** a;
try{
  a = new int*[m];
  for(int i = 0; i<m;i++)
    a[i] = new int[n];
}

...现在我正在使用for循环初始化上面的内容，如下所示：

for(int i = 0; i<m; i++)
  for(int j = 0; i<n; j++)
      a[i][j] = 0;

我正在努力提高性能，因此使用memset的想法是个好主意。 所以修改我的代码使用memset而不是for循环，如下所示：

memset(a, 0, sizeof(a[0][0]) * m * n);

但是我在执行此操作时遇到Segmentation错误。 任何人都可以帮我弄清楚我做错了什么？

Answer 1

int** a;

这只是给你一个对象。 一个int**对象。 它根本不指向任何地方。 没有要分配的int 。 当您开始分配int ，就好像它们存在一样，您会得到未定义的行为。

此外，一个的存储器布局int**指向的“二维数组” int s是像这样：在int**在阵列的第一个元素点int* s，并且int* s的点int数组中的第一个元素。 这个内存不是连续的，因为它需要间接跳转内存，即它不是单个内存块。 你不能只使用memset写它。

如果您只想要一个固定的编译时大小的int数组，请执行以下操作：

int a[N][M];

其中N和M是常量表达式。 这是连续存储的，但我仍然不建议使用memset 。

或使用标准容器，例如：

std::array<std::array<int, M>, N> a;

如果您需要动态大小，请尝试：

std::vector<std::vector<int>> a(M, std::vector<int>(N));

或者，您可以坚持使用int**并确保动态分配int* s和int s：

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

但这太丑了！

Answer 2

int** a;

只是指向int的指针的声明。

“现在我正在使用for循环初始化上面的内容”

您没有在for循环中初始化它，您只是尝试将0分配给不存在的元素，这会产生未定义的行为 。 您需要为这些元素动态分配内存，或者甚至更好：使用std::vector代替：

std::vector< std::vector<int> > a(m, std::vector<int>(n, 0));

“我正在努力改善表现”

除非有必要，否则不要这样做。 不要过早优化。

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编辑 ：在你提到你已经面临性能问题之后，这就是你可以做的：而不是这个二维C风格的数组：

int** a = new int*[m];      // m = number of rows
for(int i = 0; i < m; i++)
    a[i] = new int[n];      // n = number of columns

你可以使用一维std::vector ：

std::vector<int> vec(rows * cols, 0);
...
vec[i * cols + j] = 7;   // equivalent of vec[i][j]

这将有更多的优势：

• 您的2D数组将存储在连续的内存块中
• 这块内存将立即分配，而不是分成许多小块
• 由于空间局部性，频繁访问元素将更快
  （“靠近”的元素将在缓存中提供，因此您的
  程序不必从主内存加载它们）
• 并且您不负责内存管理
  （一旦vector对象被破坏，内存将自动清理）

Answer 3

使用int ** ，通常不会有一个连续的内存块。 假设你正确使用它，你将有一个指针数组。 然后，每个指针都将分别为其分配一个数组。

在这种情况下，您无法将循环转换为单个memset （并且仍然可以获得定义的行为）。

Answer 4

我认为问题在于没有为实际存储分配内存。 变量a只是指针（另外没有初始化）。 它指向的地方？

Answer 5

你说你像这样分配了它：

a = new int*[m]; 
for(int i =0; i<m ;i++) a[i] = new int[n];

就像Je​​rry Conffin所说 - 这不会给你一个连续的内存块。 每个新数组（ new int[n] ）将分配在一个可能完全不同的位置，memset仅适用于连续的块，所以你必须“手动”重置每个数组顺便说一下 - 我很确定你不是将看到在循环中使用memset的任何性能改进（我认为memset本身使用循环实现）。