C數組指針數學。 按索引訪問時發生內存沖突

Question

我有30年沒有使用C了，所以對一個菜鳥問題深表歉意。 但我不能弄錯。

我為3x3矩陣分配空間。

然后我想使用數組索引訪問它並獲取內存沖突。

double **m = (double **)malloc(3 * 3 * sizeof(double));
m[0][0] = 2; <-- exception

我的指針算法有什么問題嗎？還是VC ++編譯器有新問題？ 如果使用其他編譯器，其行為會有所不同嗎？

編輯：我在inet上讀了很多“只讀內存”的注釋。 我可以關閉它嗎？

Answer 1

您只為m （具有錯誤的大小）分配內存，而不為m[0] ， m[1]和m[2]分配內存。

double **m = malloc(3 * sizeof(double *));
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    m[i] = malloc(3 * sizeof(double));
}

切記在不使用它們時釋放它們。

Answer 2

您沒有分配足夠的空間，您需要為3個double指針和9個doubles指針分配空間，而您僅分配了9個double 。

以下應該工作

double **m = malloc(3 * sizeof(double *));

m[0] = malloc(3 * sizeof(double));
m[1] = malloc(3 * sizeof(double));
m[2] = malloc(3 * sizeof(double));

m[0][0] = 2.0;

您不需要malloc轉換malloc的返回值，因為在c中， void *將自動轉換為任何類型的指針。 同樣，如果矩陣為n × n ，則可以使用for (i = 0 ; i < n ; ++1)循環。

Answer 3

重要提示

如果打算將其編譯為C代碼，請確保您的編譯器實際上是將其編譯為C而不是C ++，否則我在下面編寫的代碼將無法工作。

如果打算將其編譯為C ++，請使用new而不是malloc （或者最好使用vectors）

如果打算將其編譯為C或C ++，則創建一個抽象層，並將malloc用於C實現，並將new用於C ++實現。

現在我們已經解決了這個問題...

讓我們從另一端開始。 假設您將3x3矩陣聲明為

double m[3][3];

請記住，除非它是sizeof或一元&運算符的操作數，或者是用於在聲明中初始化另一個數組的字符串文字，否則將轉換類型為“ T N元素數組”的表達式 （“ decay”）到類型為“指向T指針”的表達式，該表達式的值將是數組第一個元素的地址。

因此，表達式m[i][j]為double （duh）。 表達式m[i]的類型為“ double 3元素數組”或double [3] ； 除非它是sizeof或一元&運算符的操作數，否則它將衰減為“ pointer to double ”或double *類型的表達式。

現在需要注意的是：表達式m的類型是“ 3-元素數組double的3-元素數組”或double [3][3] ； 除非它是sizeof或一元&運算符的操作數，否則它將衰減為“指向double 3元素數組的指針”或double (*)[3] 而不是 double **的類型的表達式。 因此，如果要動態分配3x3矩陣，則希望m的類型為double (*)[3] ，而不是double ** ：

double (*m)[3] = malloc( 3 * sizeof *m );

表達式*m的類型是“ double 3元素數組”，因此sizeof *m == sizeof (double [3]) == 3 * sizeof (double) 。

當您將內存分配為

double **m = malloc( 3 * 3 * sizeof (double));

您將一維的指針數組分配給double ，但是您預留了錯誤的內存量，並且數組的每個元素都包含不確定的指針值，這就是為什么寫入m[0][0]引發異常。 您必須分兩個階段分配這樣的數組：

double **m = malloc( 3 * sizeof *m ); // allocates space for 3 pointers to double
for ( int i = 0; i < 3; i++ )
  m[i] = malloc( 3 * sizeof *m[i]);   // allocates space for 3 doubles

如果您需要連續的內存，請使用第一種方法。 如果內存不必是連續的，則可以使用第二種方法。

將其推廣到NxM矩陣：

如果您知道編譯時的行數和列數，並且內存必須是連續的，請使用以下命令：

T (*m)[COLS] = malloc( ROWS * sizeof *m );

如果你不知道在編譯時的行和列的數量，您使用的是C99編譯器或C編譯器2011，支持變長數組，使用以下命令：

size_t rows, cols;
rows = get_rows();
cols = get_cols();
T (*m)[cols] = malloc( rows * sizeof *m );

如果您不知道編譯時的行數和列數，並且可變長度數組不可用， 或者矩陣太大，以至於您無法將其分配為單個連續塊，請使用以下命令：

T **m = malloc( rows * sizeof *m );
if ( m )
{
  for ( size_t i = 0; i < rows; i++ )
  {
    m[i] = malloc( cols * sizeof *m[i] );
  }
}

Answer 4

malloc返回void* 。 但是您將結果用作指針數組。

如果要連續分配整個矩陣，則應使用以下代碼訪問每個元素：

m[ROW*columns + COLUMN] = 2;

其中m定義為：

double *m = malloc(rows * columns * sizeof(double));

Answer 5

類型double **不對應於指向二維數組第一個元素的指針。

正確的代碼如下所示

double( *m )[3] = double ( * )[3] malloc( 3 * 3 * sizeof( double ) );
m[0][0] = 2;

為了釋放數組，您可以編寫

free( m );

至於double **類型，則它可能是指向類型為double * [3]的一維數組的第一個元素的指針。

例如

double **m = ( double ** )malloc( 3 * sizeof( double * ) );

在這種情況下，要使用指向已分配內存的指針來初始化數組的每個元素，應使用循環。 例如

for ( size_t i = 0; i < 3; i++ ) m[i] = malloc( 3 * sizeof( double ) );

因為更清楚地考慮以下聲明

double a1[3][3];
double ( *pa1 )[3] = a1;

double * a2[3];
double **pa2 = a2;

Answer 6

如果只是3x3矩陣，則可以將其保留在堆棧中：

double m[3][3];
m[0][0]=2.0;