指向 C++ 中动态分配的二维数组中的一行的指针

Posted 2023-02-21

【中文标题】指向 C++ 中动态分配的二维数组中的一行的指针

【英文标题】：Pointer to one row in dynamically allocated 2D array in C++

【发布时间】：2016-07-25 19:43:17

【问题描述】：

我有一个动态分配的二维数组 Volatility[r][c] 在 C++ 中具有 r 行和 c 列。是否可以以某种方式创建指向某个列 c1 的指针 ptrColumn，以便我可以使用 ptrColumn[r1] 访问元素 (r1,c1)？ 到目前为止，我尝试创建动态指针。但我没能做到。 谢谢！

【问题讨论】：

“动态分配的二维数组”在 C++ 中不是一个定义明确的术语。至少有两种不同的方式来动态分配二维数组。您需要提供有关内存中数组的物理结构的更多信息。

【参考方案1】：

您需要一个 stride 迭代器。普通指针的++ 运算符返回一个偏移量为1 的新指针；对于stride 迭代器，++ 运算符将返回一个新的stride 迭代器，其物理偏移量为c；运营商[]、+ 和-- 也是如此；这是一个简单的例子：

template< typename Iterator_Type >
struct stride_iterator

    typedef typename std::iterator_traits<Iterator_Type>::value_type                value_type;
    typedef typename std::iterator_traits<Iterator_Type>::reference                 reference;
    typedef typename std::iterator_traits<Iterator_Type>::difference_type           difference_type;
    typedef typename std::iterator_traits<Iterator_Type>::pointer                   pointer;
    typedef typename std::iterator_traits<Iterator_Type>::iterator_category             iterator_category;

    Iterator_Type iterator_;
    difference_type step_;

    stride_iterator( Iterator_Type it, difference_type dt ) : iterator_(it), step_(dt) 

    reference operator []( difference_type dt )
     return iterator_[dt*step_]; 

    //other ctors, dtor and operators
;

这种情况下，假设持有二维数组的指针是double** dat，数组的维度是r by c，你可以在列索引c1处创建一个column iterator与

auto col_itor = stride_iterator<double*> dat + c1, c ;

并使用运算符 [] 访问 dat[r1][c1] 处的元素

auto& elem = col_itor[r1];

【参考方案2】：

不，这是不可能的。您拥有的一种替代方法是创建另一个具有原始数组的 traspose 的二维数组，但这只是无用的，因为每次原始数组更改时您都必须更新此数组。也许还有其他方法可以做到这一点，但列数组却没有。

【讨论】：

博特问题的标题。 OP 没有正确表达他/她想要什么。

【参考方案3】：

通常第一个维度用于行索引，第二个用于列。 首先，您应该为指针数组（例如int *）分配内存并将地址保存为指向指针的指针：

int** Volatility = new int * [r];

然后安排循环为每一行分配内存。例如：

for(int i = 0; i < r; i++)
      Volatility[i] = new int [c];

但如何使用索引是您的决定。

如果您想使用第一个索引上的列，只需更改逻辑：

    int r = 5, c = 10;
    int** Volatility = new int * [c];
    // allocate memory for each column
    for(int i = 0; i < c; i++)
    
        Volatility[i] = new int [r];
    

如您所见，Volatility[col][row] 是单个元素，Volatility[col] 是指向列的指针。但是现在你不能使用指向行的指针。

【讨论】：

我认为 OP 想要的恰恰相反，即创建指向列的指针，而不是行。嗯……看了题目的题目，或许你是对的

@AntonioGarrido 完全正确

new 不返回 NULL 是错误的情况。它是 bad_alloc。您的代码似乎比 C++ 更像 C

【参考方案4】：

对我来说，最简单的方法是保留内存块：

double* array2d= new double[r*c];

然后，您可以将指针计算为 array2d+index*r（请记住，内存块逐列存储数组，从第一列到最后一列）。

如果要计算指向行的指针，请使用 array2d+index*r（在这种情况下，内存会逐行存储数组。

如果你想让指针在某个地方使用双运算符 [][]，你可以使用：

double **array= new double*[r];
for (int i=1; i<r; ++i)
   array[i]= array[i-1]+c;

对于此代码，您可以在代码中使用 array[i][j]。