二维数组及其动态内存分配

一、二维数组的基本概念

 二维数组的内存映像

从内存角度看，二维数组和一维数组一样，在内存中都是连续分布的多个内存单元，并没有本质差别，只是内存的管理方式不一样，如下图所示

 

一维数组int a[10]与二维数组int b[2][5]的对应关系为

一维数组	a[0]	a[1]	a[4]	a[5]	a[9]
二维数组	b[0][0]	b[0][1]	b[0][4]	b[1][0]	b[1][4]

一个一维数组a[m]可以表示为二维数组a[x][y](m = x * y)，其中m是数组总元素个数，x和y分别是二维数组的行数和列数

任一二维数组中的元素a[i][j]在一维数组中对应的k为：k = i * y + j，即a[i][j] == a[k] == a[i * y + j]

二维数组和一维数组在内存使用效率、访问效率上是没有差别的（理想情况下）。在一些特定情况下（比如说矩阵、平面、显示器）用二维数组而不用一维数组，原因在于二维数组好理解、代码好写、利于组织。

二维数组的访问方式

下标式访问(便于理解)：a[i][j]

指针式访问(数组本质)：*(*(a + i) + j)

二维数组的动态内存分配

首先需要注意的是，不要这样一次性分配为数组内存空间：int **arr = (int**)malloc(n * m * sizeof(int));

正确的做法是先分配行，再分配列。释放内存的时候，要先释放列，再释放行。

注意，顺序反了的话，会把列的地址擦除，导致释放列时内存时找不到地址，程序崩溃。

正确的分配空间代码如下：

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

正确的释放空间代码如下:

for (i = 0; i < m; i++)
     free(arr[i]);/*释放列*/

 free(arr);/*释放行*/

注：这种分配方式得到的其实并不是真正意义上的二维数组，因为其行与行之间的内存并不连续，虽然可以用下标arr[i][j]的方式访问，但当用指向该二维数组的指针来访问时候，不能通过指针值的增加来跨行获取元素，对所有元素清零：memset(arr, 0, m * n);是不可行的,必须每行分别清零。不过这种情况一般用的也不多，因此上述分配方式在大多数情况下的操作都能得到正确的结果。

当列数也不定时，需要多一个数组存放每一行的列数

int **arr = malloc(m * sizeof(int*)//分配指针数组的内存空间
	*returnSize =  m;//指针数组的长度，也即行数
*returnColumnSizes = malloc(sizeof(int) * m)//列数组，用来存放每一行的列数
for(int i = 0; i < m; i++）{                              //为每一行分配内存空间
	arr[i] = malloc(sizeof(int) * n);                   //为第i行分配内存空间
	memset(arr[i], 0, sizeof(int) * n);               //初始化第i行全为零
 （*returnColumnSizes)[i] = n;                     //记录每一行的列数，也即元素个数
}