C++動態分配(new)二維數組的若幹方法

来源:https://www.cnblogs.com/yang5sui/archive/2023/04/13/17311997.html
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寫在前面

之前刷動態規劃的題目,多需要用到二維數組(也許後面再優化成一維)。如果每次都按照給定數的範圍直接聲明為全局二維數組變數,又總覺得的不夠優雅。查閱了一些網上的資料後,總結了一些使用方法,就寫下這篇博文用以記錄。

方法1——動態分配(new)一維數組,再強制類型轉換為二維(個人使用,推薦指數:⭐⭐⭐⭐)

直接看例子

/** 假設需要根據兩個string的長度建立二維數組 */
const int sz1 = str1.size(); 
const int sz2 = str2.size(); 

/** 動態分配記憶體 */
auto f = new int[sz1 * sz2];
auto dp = (int (*)[sz2])f;

/** 這裡放置自己製造bug的操作*/
// abaabaaba, 直接dp[i][j]使用即可

/** 製造完了別忘記釋放棧空間 */
delete[] f;
f = nullptr;
dp = nullptr;

註意,auto dp = (int (*)[sz2]f這條語句,sz2的大小一定要是後面使用二維數組時最低維的大小
如果按照上面的類型轉換方式,下麵這樣寫會出現bug(註意sz1和sz2的順序):

for (int i = 0; i < sz2; ++i)
  for (int j = 0; j < sz1; ++j)
    // do something; 
    /** 其實大概率你啥也do不了,程式跑飛了 */

這個方法優點和缺點都很明顯,靈活且完全和使用全局二維數組方法一樣,且釋放記憶體簡單,但是使用存在危險性。如果覺得自己把握不住,建議先考慮其他方法。


另外,請讀者考慮一下,可以使用如下的二重指針代替一維數組的指針進行類型轉換嗎?

auto f = new int[sz1 * sz2];
auto dp = (int **)f; /** 二重指針真的可以嗎?*/

若覺得可行的話,可能對二維數組和二重指針的理解出現了偏差。試想,我們按照dp存儲的地址值a去定址,得到地址a中存儲的值b,再按照值b去定址的話會發生什麼?(本例中,b的值的根本不是地址,而是數組的值!)

我們思考後也不難理解,為什麼聲明二維數組的形參類型或者是強制類型轉換時,一定要正確指定最低維的大小。

方法2——分配一維數組,以二維數組的方式使用(推薦指數:⭐⭐⭐)

其實如果不是非要追求“傳統”的使用二維數組的方式,也可以不用強制類型轉換的方法。

只需要把握一點:二維數組的所有元素,在記憶體中是連續排列的。

那麼我們可以按照如下的方式使用分配的二維數組:

/** 假設需要根據兩個string的長度建立二維數組 */
const int sz1 = str1.size(); 
const int sz2 = str2.size(); 

/** 動態分配記憶體 */
auto f = new int[sz1 * sz2];

/** 給每個元素賦值 */
for (int i = 0, idx = 1; i < sz1; ++i)
    for (int j = 0; j < sz2; ++j, ++idx)
        f[i * sz2 + j] = idx; /** 相當於 arr[i][j] = idx; */

/** 別忘記釋放棧空間 */
delete[] f;
f = nullptr;

與方法一大同小異,因此註意事項也一樣,註意f[i * sz2 + j]中sz2是最低維的大小。

方法3——多次動態分配(也需要多次釋放)(推薦指數:⭐⭐)

簡單說,就是動態分配一維數組,然後把這些數組的指針存儲到一個數組元素為一維數組的數組中。
代碼如下:

/** 假設需要根據兩個string的長度建立二維數組 */
const int sz1 = str1.size(); 
const int sz2 = str2.size(); 

/** 分配一個數組元素為一維數組的數組 */
auto dp = new int *[sz1];

/** 給數組每個元素賦值 */
for (int i = 0; i < sz1; ++i)
  dp[i] = new int[sz2];

/** 這裡放置自己製造bug的操作*/
// abaabaaba

/** 製造完了別忘記釋放棧空間 */
for (int i = 0; i < sz1; ++i)
  delete[] dp[i];

delete[] dp;

註意最後要先釋放元素的記憶體。

(小聲說,應該很少有人用這種方法?)

方法4——使用vector(推薦指數:⭐⭐⭐⭐⭐)

前面的幾種方法多少是不太 idiomatic C++,最後當然要請出我們的STL。

沒什麼說的,直接看代碼:

vector<vector<int> > dp(str1.length(), vector<int>(str2.length(), 0));

優點是不用再擔心記憶體釋放的問題,並且vector有很多方便的成員函數可以使用。

另外,在刷題的時候如果要判斷二維vector是否為空,可以使用如下語句:

if (dp.empty() || dp[0].empty()) 
  return ;

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