如何为二维数组分配和重新分配堆内存?

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我习惯于使用PHP,但我开始学习C语言。我想创建一个程序,逐行读取一个文件,并将每行存储到一个数组中。

到目前为止,我已经有了一个逐行读取文件的程序,甚至还能边读边打印每一行,但现在我只需要把每一行都添加到一个数组中。

昨天晚上我的朋友跟我说了一下这个问题。他说我必须使用C语言中的多维数组,所以基本上是 array[x][y]. 该 [y] 部分本身很容易,因为我知道每行的最大字节数。然而,我不知道有多少个 的文件。

我想我可以让它在文件中循环,每次只增加一个整数,然后使用它,但我觉得可能有一个更简单的方法。

有什么想法,甚至是一个正确的提示吗?我很感激任何帮助。

c arrays file loops multidimensional-array
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要动态分配一个二维数组。

char **p;
int i, dim1, dim2;


/* Allocate the first dimension, which is actually a pointer to pointer to char   */
p = malloc (sizeof (char *) * dim1);

/* Then allocate each of the pointers allocated in previous step arrays of pointer to chars
 * within each of these arrays are chars
 */
for (i = 0; i < dim1; i++)
  {
    *(p + i) = malloc (sizeof (char) * dim2);
   /* or p[i] =  malloc (sizeof (char) * dim2); */
  }

 /* Do work */

/* Deallocate the allocated array. Start deallocation from the lowest level.
 * that is in the reverse order of which we did the allocation
 */
for (i = 0; i < dim1; i++)
{
  free (p[i]);
}
free (p);

修改上面的方法 当你需要添加另一行时,做 *(p + i) = malloc (sizeof (char) * dim2); 并更新 i. 在这种情况下,你需要预测文件中的最大行数,这是由 dim1 变量,我们为其分配 p 数组。这将只分配 (sizeof (int *) * dim1) 字节,因此比 char p[dim1][dim2] (在C99)。

我想还有一种方法。将数组分配在块中,当有溢出时,将它们链起来。

struct _lines {
   char **line;
   int n;
   struct _lines *next;
} *file;

file = malloc (sizeof (struct _lines));
file->line = malloc (sizeof (char *) * LINE_MAX);
file->n = 0;
head = file;

在这之后,第一个块就可以使用了。当你需要插入一行的时候就可以了。

/* get line into buffer */
file.line[n] = malloc (sizeof (char) * (strlen (buffer) + 1));
n++;

当你需要插入一行的时候 nLINE_MAX 分配另一个块,并将其链接到这个块。

struct _lines *temp;

temp = malloc (sizeof (struct _lines));
temp->line = malloc (sizeof (char *) * LINE_MAX);
temp->n = 0;
file->next = temp;
file = file->next;

就像这样。

当一个块的 n 成为 0块指针,将其重新定位,并更新当前的块指针。file 到前一个。你可以从开始的单链接列表开始遍历,也可以使用双链接。


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C语言中没有标准的可调整数组类型,你必须自己实现它,或者使用第三方库。 这里有一个简单的赤裸裸的例子。

typedef struct int_array
{
    int *array;
    size_t length;
    size_t capacity;
} int_array;

void int_array_init(int_array *array)
{
    array->array = NULL;
    array->length = 0;
    array->capacity = 0;
}

void int_array_free(int_array *array)
{
    free(array->array);
    array->array = NULL;
    array->length = 0;
    array->capacity = 0;
}

void int_array_push_back(int_array *array, int value)
{
    if(array->length == array->capacity)
    {
        // Not enough space, reallocate.  Also, watch out for overflow.
        int new_capacity = array->capacity * 2;
        if(new_capacity > array->capacity && new_capacity < SIZE_T_MAX / sizeof(int))
        {
            int *new_array = realloc(array->array, new_capacity * sizeof(int));
            if(new_array != NULL)
            {
               array->array = new_array;
               array->capacity = new_capacity;
            }
            else
                ; // Handle out-of-memory
        }
        else
            ; // Handle overflow error
    }

    // Now that we have space, add the value to the array
    array->array[array->length] = value;
    array->length++;
}

像这样使用

int_array a;
int_array_init(&a);

int i;
for(i = 0; i < 10; i++)
    int_array_push_back(&a, i);
for(i = 0; i < a.length; i++)
    printf("a[%d] = %d\n", i, a.array[i]);

int_array_free(&a);

当然,这只是对一个数组来说的 ints. 因为C语言没有模板,所以你必须把所有这些代码放在一个宏中,为每一个不同类型的数组编写(或者使用一个不同的预处理器,如 GNU m4). 或者,你也可以使用一个通用的数组容器,它可以使用 void* 指针(要求所有数组元素都是 malloced)或不透明的内存 blobs,这就需要对每一个元素访问进行投递,并对其进行 memcpy 为每个元素getset。

无论如何,这都不好看。 二维数组就更丑了。


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在这里,你也可以用链接列表代替数组,代码更简单,但分配更频繁,可能会受到碎片化的影响。

只要你不打算做很多随机访问(这里是O(n)),迭代就和普通数组一样简单。

typedef struct Line Line;
struct Line{
    char text[LINE_MAX];
    Line *next;
};

Line *mkline()
{
    Line *l = malloc(sizeof(Line));
    if(!l)
       error();
    return l;
}

main()
{
    Line *lines = mkline();
    Line *lp = lines;
    while(fgets(lp->text, sizeof lp->text, stdin)!=NULL){
         lp->next = mkline();
         lp = lp->next;
    }
    lp->next = NULL;
}

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如果你使用C语言,你需要自己实现数组的大小调整。C++和SDL已经为你完成了这个工作。这就是所谓的 vector. http:/www.cplusplus.comreferencestlvector


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虽然多维数组可以解决这个问题,但矩形二维数组就不是真正自然的C语言解决方案了。

这里有一个程序,最初将文件读入一个链接列表,然后分配一个大小合适的指针向量。然后,每个单独的字符确实会显示为 array[line][col] 但其实每一行都只需要长。它的C99除了 <err.h>.

#include <err.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct strnode {
  char *s;
  struct strnode *next;
} strnode;

strnode *list_head;
strnode *list_last;

strnode *read1line(void) {
  char space[1024];
  if(fgets(space, sizeof space, stdin) == NULL)
    return NULL;
  strnode *node = malloc(sizeof(strnode));
  if(node && (node->s = malloc(strlen(space) + 1))) {
    strcpy(node->s, space);
    node->next = NULL;
    if (list_head == NULL)
      list_head = node;
    else
      list_last->next = node;
    list_last = node;
    return node;
  }
  err(1, NULL);
}

int main(int ac, char **av) {
  int n;
  strnode *s;

  for(n = 0; (s = read1line()) != NULL; ++n)
    continue;
  if(n > 0) {
    int i;
    strnode *b;
    char **a = malloc(n * sizeof(char *));
    printf("There were %d lines\n", n);
    for(b = list_head, i = 0; b; b = b->next, ++i)
      a[i] = b->s;
    printf("Near the middle is: %s", a[n / 2]);
  }
  return 0;
}

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您可以使用 mallocrealloc 函数来动态地分配和调整一个指向 char而数组中的每个元素将指向一个从文件中读取的字符串(其中该字符串的存储空间也是动态分配的)。 为了简单起见,我们假设每行的最大长度小于M个字符(算上新行),所以我们不必对每行进行任何动态调整。

每次扩展数组时,你需要手动跟踪数组的大小。 一个常见的技术是每次扩展时将数组的大小翻倍,而不是按固定的大小扩展;这样可以最大限度地减少调用 realloc,这有可能是昂贵的。 当然,这意味着你必须跟踪两个数量:数组的总大小和当前读取的元素数量。

例子:

#define INITIAL_SIZE ... // some size large enough to cover most cases

char **loadFile(FILE *stream, size_t *linesRead)
{
  size_t arraySize = 0;   
  char **lines = NULL;
  char *nextLine = NULL;

  *linesRead = 0;

  lines = malloc(INITIAL_SIZE * sizeof *lines);
  if (!lines)
  {
    fprintf(stderr, "Could not allocate array\n");
    return NULL;
  }

  arraySize = INITIAL_SIZE;

  /**
   * Read the next input line from the stream.  We're abstracting this
   * out to keep the code simple.
   */
  while ((nextLine = getNextLine(stream)))  
  {
    if (arraySize <= *linesRead)
    {
      char **tmp = realloc(lines, arraysSize * 2 * sizeof *tmp);
      if (tmp)
      {
        lines = tmp;
        arraySize *= 2;
      }
    }
    lines[(*linesRead)++] = nextLine;
  )

  return lines;
}
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