如何使用 C++ 中的指针动态分配和解除分配二维数组？

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何使用 C++ 中的指针动态分配和解除分配二维数组？

【英文标题】：How to dynamically allocate and deallocate a 2D array using pointers in c++?

【发布时间】：2020-10-14 13:32:53

【问题描述】：

我想使用指针动态分配然后解除分配二维数组。 我的想法是创建一个指向指针数组的指针，其中每个指针都指向一个 int，这就是我想做的方式。 这些函数是 bool 类型，因为无论操作是否成功，我都想返回一个布尔值。

问题是deallocateTwoDimTable 函数不返回布尔值，所以它似乎根本不起作用。如果我不使用int** table = nullptr; 但未初始化int** table，那么我会收到错误消息（释放时），我想要释放的内存尚未初始化。

如果我将参数int **table 更改为int **&table，代码确实有效，但我猜这意味着通过引用而不是使用指针传递。我如何使它工作？非常感谢所有帮助:)

这是我的主要方法：

int main() 
    int** table = nullptr;
        
    int sizeX = 5; // rows
    int sizeY = 3; // columns
    
    bool allocationResult = allocateTwoDimTable(table, sizeX, sizeY);
    cout << endl << "allocation result: " << (allocationResult ? "true" : "false") << endl;
    
    bool deallocationResult = deallocateTwoDimTable(table, sizeX);
    cout << endl << "deallocation result: " << (deallocationResult ? "true" : "false");

分配函数：

bool allocateTwoDimTable(int **table, int sizeX, int sizeY) 
    if (sizeX <= 0 || sizeY <= 0) return false;

    // allocate 2D table
    table = new int*[sizeX];
    for(int i = 0; i < sizeX; i++) 
        table[i] = new int[sizeY];
    

    cout << endl << "Table " << sizeX << " x " << sizeY << endl;
    for(int i = 0; i < sizeX; i++) 
        cout << endl;
        for(int j = 0; j < sizeY; j++) 
            cout << table[i][j] << ", ";
        
    

    return true;

释放函数：

bool deallocateTwoDimTable(int **table, int sizeX) 
    if(sizeX <= 0) return false;

    for (int k = 0; k < sizeX; k++) 
        delete[] table[k];
    

    delete[] table;

    return true;

【问题讨论】：

如果你在table = new int*[sizeX];这样的函数中设置table，你必须通过引用传递，否则你只会设置一个副本，函数结束后会丢失。

为数组之类的东西分配内存的最佳方法是使用std::vector。在销毁向量时它们更安全，事实上，如果您自己分配内存，您还应该确保在销毁指针之前自己释放内存。你可以使用std::vector中的函数push_back。

您的table 数组的元素未初始化。在为这些元素分配值之前，您可能不会尝试从其元素中读取（例如使用cout << table[i][j]）。

A complete example。此外，请阅读 cmets，了解为什么您的方法（即使您让其发挥作用）存在缺陷。

"但我猜这意味着通过引用而不是使用指针传递" 即使它们是通过引用传递的，它仍然会使用指针。它只是对指针的引用。

【参考方案1】：

当你需要通过引用或指针传递时，如果有机会，最好通过引用传递。

指针可以带空参数，引用不能，使用起来更安全，除非出于某种原因，您特别需要传递空参数，我认为情况并非如此。

请注意，您在打印数组时访问的是未初始化的内存。

还请注意，尽管使用布尔标志来表示分配错误，但您的代码仍然容易受到攻击，更好的方法是使用 std::exception。

bool allocateTwoDimTable(int** &table, int sizeX, int sizeY) 
    if (sizeX <= 0 || sizeY <= 0) return false;

    // allocate 2D table
    table = new int* [sizeX];
    
    for (int i = 0; i < sizeX; i++) 
        table[i] = new int[sizeY];
    

    cout << endl << "Table " << sizeX << " x " << sizeY << endl;
    for (int i = 0; i < sizeX; i++) 
        cout << endl;
        for (int j = 0; j < sizeY; j++) 
            table[i][j] = i + j; //initializing elements of the array
            cout << table[i][j] << ", ";
        
    

    return true;

bool deallocateTwoDimTable(int (** &table), int sizeX) 
    if (sizeX <= 0) return false;

    for (int k = 0; k < sizeX; k++) 
        delete[] table[k];
    

    delete[] table;

    return true;

int main() 

    int** table = nullptr;

    const int sizeX = 5; // rows
    const int sizeY = 3; // columns

    try     
        const bool allocationResult = allocateTwoDimTable(table, sizeX, sizeY);
        cout << endl << "allocation result: " << (allocationResult ? "true" : "false") << endl;

        const bool deallocationResult = deallocateTwoDimTable(table, sizeX);
        cout << endl << "deallocation result: " << (deallocationResult ? "true" : "false");
    
    catch (std::exception& e)
    
        std::cout << e.what();
        return EXIT_FAILURE;
    
    return EXIT_SUCCESS;

【参考方案2】：

您必须通过引用传递指针。否则，函数 allocateTwoDimTable 将处理原始指针值的副本。即更改副本不会影响原始指针。

此外，参数sizeX 和sizeY 应该具有size_t 类型，因为通常int 类型可能无法指定所需的数组维度。

函数可以这样声明

bool allocateTwoDimTable( int ** &table, size_t sizeX, size_t sizeY);

注意你创建了未初始化的数组

table[i] = new int[sizeY]

所以输出它们

cout << table[i][j] << ", ";

调用未定义的行为。

【讨论】：

感谢您的详细解答。有没有其他方法可以在没有参考的情况下处理这个问题？我提到它在使用参考时确实有效，但我想知道我是否可以用其他方式做到这一点。

@kabugh 在主要的 cmets 中，我链接到一个答案，该答案显示了它是如何使用指针完成的。

@kabugh 您可以返回指向创建的指针数组的指针，而不是 bool 类型。在这种情况下，您只需检查指针是否等于 nullptr。考虑到您将需要使用不会出现异常的运算符 new。

【参考方案3】：

看看这个答案https://***.com/a/936709/9936992 他们还提到了使用单个数组来模拟两个 D 数组的可能性