为什么我的 C 多维动态分配不起作用？

Question

我一直在试图解决我的分配问题以及在 C 中使用多维动态分配数组的问题。我非常感谢任何帮助。

我尝试了两种方法。第一个：

cdr = (double ***) malloc(NUM_REGIONS * sizeof(double **));
for(i=0; i<NUM_REGIONS; i++){
   cdr[i] = (double **) malloc(numRatings * sizeof(double *));
   for(j=0; j<numRatings; j++){
       cdr[i][j] = (double *) malloc(remQuarters * sizeof(double));
   }
}  

第二个：

tempPtr1 = (double *) malloc(NUM_REGIONS * numRatings * remQuarters * sizeof(double) );
tempPtr2 = (double **) malloc (NUM_REGIONS * numRatings * sizeof(double *));
cdr = (double ***) malloc(NUM_REGIONS * sizeof(double **));
for(i=0; i< NUM_REGIONS; i++){
    cdr[i] = tempPtr2 + i;
    for(j=0; j < numRatings; j++) cdr[i][j] = tempPtr1 + i * NUM_REGIONS + j;
}

两者都不起作用。在这两种情况下，每个 cdr[i] 最终都指向同一个位置。第一次进入“i”循环时，所有 cdr[i]（即 cdr[0]、cdr[1]、cdr[2] 等）都设置为相同的值。随后的循环不会更改其中任何一个。

我怀疑运算符优先级出了问题，或者我取消引用错误，但我一直无法弄清楚。

谢谢。

更新

我将以下简化代码放在一起，看起来效果很好。但是，虽然输出完全符合预期，但当我在调试器中单步执行时，我仍然遇到相同的奇怪行为。我开始认为我的代码的根本问题可能在其他地方，并且我刚刚被调试器的问题转移了注意力（或者可能只是因为我对输出的误解）。是否存在已知原因导致 Visual Studio 中的“cdr[0]”、“cdr[1]”等上的监视无法显示我期望显示的内容？

#include "stdafx.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

#define NUM_REGIONS 50


void printArray(double *inVec, int len){
    int i;
    for(i=0; i<len; i++) printf("%f\t",inVec[i]);
    printf("\n");
}

int main(array<System::String ^> ^args){

    int numRatings = 25, remQuarters = 100, i, j, k;
    double ***cdr;
    char dummy;

    cdr = (double ***) malloc(NUM_REGIONS * sizeof(double **)); 
    for(i=0; i<NUM_REGIONS; i++){ 
        cdr[i] = (double **) malloc(numRatings * sizeof(double *)); 
        for(j=0; j<numRatings; j++){ 
            cdr[i][j] = (double *) malloc(remQuarters * sizeof(double)); 
        } 
    }

    for(i=0; i<NUM_REGIONS; i++){
        for(j=0; j<numRatings; j++){
            for(k=0; k<remQuarters; k++){
                cdr[i][j][k] = 100*i + 10*j +k;
            }
        }
    }

    for(i=0; i<5; i++) printf("%f\t",cdr[1][1][i]);
    printf("\n");
    for(i=0; i<5; i++) printf("%f\t",cdr[3][1][i]);
    printf("\n");
    for(i=0; i<5; i++) printf("%f\t",cdr[1][3][i]);
    printf("\n");
    for(i=0; i<5; i++) printf("%f\t",cdr[i][i][i]);
    printf("\n");
    printArray(cdr[1][1], 5);
    printArray(cdr[3][3], 5);

    scanf("%c", &dummy);
    return 0;
}

再次感谢您的所有反馈。

Answer 1

很久以前，在大学里，我得出结论：C 中的多维数组应该用一维数组来模拟。第一个需要分配一个足够大的缓冲区来容纳所有元素。对于二维数组，该数组为ncolumns*nrows*sizeof(element)。然后通过将多维索引转换为一维索引来访问数组元素。对于二维数组，访问 A(i,j) 会转换为 bufA[i*ncolumns+j]。

Answer 2

问题在于您的取消引用。 cdr[i][j] 不会做你想做的事。当您分配cdr[i]时，您将一个指针放在该索引处。但是，cdr[i][j] 不会取消引用 cdr[i]。它假设您有一个矩形内存块，并将适当的值添加到 cdr 以确定 cdr[i][j] 所在的位置。您可能必须使用 * 手动取消引用。

Answer 3

我很难弄清楚你到底遇到了什么问题。

我对双精度多维数组尝试了以下操作，没有出现任何问题：

int i, j;
int rows = 5;
int columns = 10;
int z_axis = 5;
double ***cdr = malloc(rows * sizeof(double **));
for (i = 0; i < rows; i++)
{
  cdr[i] = malloc(columns * sizeof(double *));
  for (j = 0; j < columns; j++)
  {
    cdr[i][j] = malloc(z_axis * sizeof(double));
  }
}

有关此问题的具体信息，请参阅 c-faq： http://c-faq.com/aryptr/dynmuldimary.html

Answer 4

cdr 应该是什么？一个 3D 双精度数组（这是我根据你的代码片段假设的）？指向 double 的指针的二维数组？或者指向二维双精度数组的指针？

假设第一个：

#include <stdlib.h>

int main(void)
{
  double ***cdr = malloc(sizeof *cdr * NUM_REGIONS);
  if (cdr)
  {
    size_t i;
    for (i = 0; i < NUM_REGIONS; i++)
    {
      cdr[i] = malloc(sizeof *cdr[i] * numRatings);
      if (cdr[i])
      {
        cdr[i][j] = malloc(sizeof *cdr[i][j] * remQuarters);
      }
    }
  }
  return 0;
}

需要注意的一些事项：

1. 不要强制转换 malloc() 的返回值。从 C89 开始，您不需要（void 指针隐式转换为目标指针类型），并且如果您忘记包含 stdlib.h 或没有 malloc() 原型 在范围内，强制转换将抑制有用的“分配类型不兼容”诊断。
2. 对正在分配的对象使用 sizeof 运算符，而不是类型表达式。这可以在目标对象的类型发生变化时为您提供保护；我认为它也有助于提高可读性。

这应该有效；你应该有一个 3D 数组 double 相当于

double cdr[NUM_REGIONS][numRatings][remQuarters];

Answer 5

事实证明，编写的代码是有效的（尽管正如一些人指出的那样，它确实有风格改进的空间）。我将代码中的真正问题跟踪到一些对于缓冲区来说太大的文件输入（这对我来说是错误检查的一个教训）。

调试器给出了一些奇怪的输出，让我专注于这部分代码。我仍然不明白为什么我的调试器会这样做，而其他调试器却不会这样做，但我会在另一天处理这个问题。