C中的分段错误（具有动态内存分配的二维数组）

Question

我仍然熟悉使用 malloc、calloc 或 realloc。可以肯定的是，由于指针不正确或其他原因，我会遇到分段错误，但是对于我的一生，我不明白我在哪里做错了。该程序在用户输入为“5 5”时工作，除此之外的任何其他内容都会导致程序行为怪异，并且经常因分段错误而失败。矩阵 A 和 B 应该填充随机数，矩阵 C 应该对矩阵 A 和 B 求和，同时使用动态内存分配。我不熟悉 allocs，我刚刚开始了解指针和 2D 数组。有人可以解释我做错了什么。这是整个代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define ROWS 10
#define COLUMNS 10

void fillMatrix (int *matrix, int rows, int columns)
{
    int i, j;
    for(i = 0; i < rows; i++)
    {
        for(j= 0; j < columns; j++)
        {
            matrix[i * COLUMNS + j] = (rand() % 10) + 1;
        }
    }
}
void printMatrix (int *matrix, int rows, int columns)
{
    int i, j;
    for(i = 0; i < rows; i++)
    {
        for(j= 0; j < columns; j++)
        {
            printf("%2d ", *(matrix + i * COLUMNS + j));
        }
    printf("\n\n");
    }
}
void sumMatrix (int *matrix, int *matrixA, int *matrixB, int rows, int columns)
{
    int i, j;
    for(i = 0; i < rows; i++)
    {
        for(j= 0; j < columns; j++)
        {
            matrix[i * COLUMNS + j] = matrixA[i * COLUMNS + j] + matrixB[i * COLUMNS + j];
        }
    }
}

int main()
{
    int *matrixA = NULL, *matrixB = NULL, *matrixC = NULL;
    int matrix[ROWS][COLUMNS], r, s, i;
    srand((unsigned) time(NULL));
    do{
    printf("Rows and columns (min 1 1, max 10 10): ");
    scanf("%d %d", &r, &s);
    }while(r > ROWS || r < 1 || s > COLUMNS || s < 1);

    matrixA = malloc(r * sizeof(int *));
    for (i = 0; i < r; i++)
        matrixA[i] = malloc(s * sizeof(int));

    printf("\nMatrix A:\n\n");
    fillMatrix(matrixA, r, s);
    printMatrix(matrixA, r, s);

    matrixB = calloc(r, sizeof(int *));
    for (i = 0; i < r; i++)
        matrixB[i] = calloc(s, sizeof(int));

    printf("\nMatrix B:\n\n");
    fillMatrix(matrixB, r, s);
    printMatrix(matrixB, r, s);

    matrixC = calloc(r, sizeof(int *));
    for (i = 0; i < r; i++)
        matrixC[i] = calloc(s, sizeof(int));

    printf("\nSummed up (Matrix C):\n\n");
    sumMatrix(matrixC, matrixA, matrixB, r, s);
    printMatrix(matrixC, r, s);

    free(matrixA);
    free(matrixB);
    free(matrixC);
    return 0;
}

Answer 1

这里的问题是矩阵中的内存位置不连续。但是在所有打印/填充/求和矩阵函数中，您都假设它们是。

假设一个 2x2 矩阵 A。您的代码将按以下方式分配内存。 addr1 是一个数组的起始地址，addr2 是第二个数组。

A[0] addr1 (addr1+sizeof(int))
A[1] addr2 (addr2+sizeof(int))

但这正是你需要的：

A[0] addr1 addr1 + sizeof(int)
A[1] (addr1 + 2*sizeof(int)) (addr1 + 3*sizeof(int))

因此，您需要将 malloc 语句替换为一个 malloc： 矩阵A = malloc(r*s*sizeof(int)) 此外，您假设每行都有 COLUMN 个元素而不是“s”个数。如果是这种情况，你应该 malloc： matrixA = malloc(r*COLUMNS*sizeof(int))，但我不确定您为什么需要其他未使用的列。

另外，int matrix[ROWS][COLUMNS] 似乎没有使用。

Answer 2

您将所有矩阵作为一维数组访问，因此应该相应地分配它们。

例如：int* matrixA = malloc(r*s*sizeof(int));。

仅此而已；无需执行for (i = 0; i < r; i++) 循环。

此外，您在所有函数中都使用COLUMNS 宏而不是columns 参数。

显然，如果COLUMNS > columns，那么你最终会在某个时候遇到内存访问冲突......

Answer 3

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define ROWS 10
#define COLUMNS 10

void fillMatrix (int *matrix, int rows, int columns)
{
    int i, j;
    for(i = 0; i < rows; i++)
    {
        for(j= 0; j < columns; j++)
        {
            matrix[i * COLUMNS + j] = (rand() % 10) + 1;
        }
    }
}
void printMatrix (int *matrix, int rows, int columns)
{
    int i, j;
    for(i = 0; i < rows; i++)
    {
        for(j= 0; j < columns; j++)
        {
            printf("%2d ", matrix[ i * COLUMNS + j]);
        }
        printf("\n\n");
    }
}
void sumMatrix (int *matrix, int *matrixA, int *matrixB, int rows, int columns)
{
    int i, j;
    for(i = 0; i < rows; i++)
    {
        for(j= 0; j < columns; j++)
        {
            matrix[i * COLUMNS + j] = matrixA[i * COLUMNS + j] + matrixB[i * COLUMNS + j];
        }
    }
}

int main()
{
    int *matrixA = NULL, *matrixB = NULL, *matrixC = NULL;
    int matrix[ROWS][COLUMNS], r, s, i;
    srand((unsigned) time(NULL));
    do{
    printf("Rows and columns (min 1 1, max 10 10): ");
    scanf("%d %d", &r, &s);
    }while(r > ROWS || r < 1 || s > COLUMNS || s < 1);

    matrixA = malloc(COLUMNS*r * sizeof(int));

    printf("\nMatrix A:\n\n");
    fillMatrix(matrixA, r, s);
    printMatrix(matrixA, r, s);

    matrixB = calloc(r*COLUMNS,sizeof(int));

    printf("\nMatrix B:\n\n");
    fillMatrix(matrixB, r, s);
    printMatrix(matrixB, r, s);

    matrixC = calloc(r*COLUMNS, sizeof(int));

    printf("\nSummed up (Matrix C):\n\n");
    sumMatrix(matrixC, matrixA, matrixB, r, s);
    printMatrix(matrixC, r, s);

    free(matrixA);
    free(matrixB);
    free(matrixC);
    return 0;
}

Answer 4

malloc 有问题，您正在尝试创建数组数组而不是二维数组，您应该修复它：

matrixA = malloc(r * c * sizeof(int)); // no any kind of additional for loop here, 1 malloc per matrix