如何在C ++中正确使用动态分配的多维数组


How to properly work with dynamically-allocated multi-dimensional arrays in C++

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如何定义C++中的动态多维数组？例如，二维数组？我试着用一个指向指针的指针，但不知何故它失败了。

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首先应该认识到，C++中没有多维数组支持，既可以是语言特征，也可以是标准库。所以我们能做的任何事情都是对它的模仿。例如，我们如何模拟二维整数数组？这里有不同的选择，从最不合适到最合适。

不正确的尝试1。使用指向指针的指针

如果使用指向该类型的指针来模拟数组，那么二维数组是否应该使用指向该类型的指针来模拟？像这样？

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int** dd_array = new int[x][y];

这是一个编译器错误。没有new [][]操作符，所以编译器很乐意拒绝。好吧，那怎么样？

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int** dd_array = new int*[x];
dd_array[0][0] = 42;

编译的。当被执行时，它会崩溃并发出不愉快的消息。出了点问题，但怎么了？当然！我们确实为第一个指针分配了内存——它现在指向一个内存块，该内存块将x指针保存到int。但是我们从未初始化这些指针！让我们再试一次。

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这不会产生任何编译错误，并且程序在执行时不会崩溃。任务完成了？不是那么快。记住，每次我们调用new时，都必须调用delete。好了，给你：

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for (std::size_t i = 0; i < x; ++i)
    delete dd_array[i];
delete dd_array;

现在，这太糟糕了。语法很难看，手动管理所有这些指针…不。让我们放下它，做点更好的事情。

不太恰当的尝试2.使用std::vector的std::vector。

好啊。我们知道，在C++中，我们不应该真正使用手动内存管理，并且这里有一个方便的EDOCX1 3。那么，也许我们能做到？

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std::vector<std::vector<int> > dd_array;

显然，这还不够——我们从未指定这些数组的大小。所以，我们需要这样的东西：

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std::vector<std::vector<int> > dd_array(x);
for(auto&& inner : dd_array)
    inner.resize(y);

dd_array[0][0] = 42;

那么，现在好了吗？没那么多。首先，我们仍然有这个环，这是一个眼睛痛。更重要的是，我们严重损害了应用程序的性能。由于每个内部向量都是独立分配的，因此这样的循环：

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int sum = 0;
for (auto&& inner : dd_array)
    for (auto&& data : inner)
       sum += data;

将导致对许多独立分配的内部向量进行迭代。由于CPU只缓存连续内存，所以这些小的独立向量不能完全缓存。当您无法缓存时，会损害性能！

那么，我们该怎么做呢？

正确尝试3-一维！

我们根本就没有！当情况需要二维向量时，我们只需通过编程方式使用一维向量，并使用偏移访问它的元素！我们就是这样做的：

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vector<int> dd_array(x * y);
dd_array[k * x + j] = 42; // equilavent of 2d dd_array[k][j]

这给了我们美妙的句法，表演和所有的荣耀。为了让我们的生活稍微好一点，我们甚至可以在一个一维向量的基础上构建一个适配器——但这是留给家庭作业的。

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