动态二维数组如何存储在内存中？答案

【问题标题】：How is a dynamic 2D array stored in memory?动态二维数组如何存储在内存中？
【发布时间】：2012-02-02 18:43:31
【问题描述】：

二维数组如何存储在内存中？

我想到了以下方法，将行存储为连续的内存块。

|_________||_________|________|________ |...|_________|

元素的访问方式类似于 (i,j) -> n*i+j，其中 n 是矩阵的维数（假设它是 nxn）。

但是如果我想向其中添加一个新列怎么办？我必须更新每行中的每个 (n+1) 个元素并将它们向右移动，但这在计算上太昂贵了。

另一种选择是将矩阵复制到新位置并使用新列的元素即时更新行。但是如果数组很大，那也不是很有效。

最后我想到的第三个选项是为每一行分配固定数量的内存，当我添加新列时，我不必将行向右移动。

我不能在内存中有间隙，所以所有块必须是连续的。

我不是要求使用指针和实际 RAM 内存的 C 实现，我只是对在内存中存储动态二维数组的理论方法感到好奇，以便轻松追加新行或列给它。

还有其他更有效的方法吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

如果您知道要创建一个将要扩展的二维数组，则一种方法是在每个维度上分配更多的大小。跟踪实际大小和分配的大小，当实际大小超过分配的大小时，执行以下操作：

这将是分配动态一维数组的常用技术的二维扩展。

【讨论】：

好主意，但我想知道这是否违反了他对内存连续的要求。
该要求是在提出原始问题后添加的。我不知道“块”是指“特定行”还是“整个数据结构”。
我的意思是我不能在内存中有间隙。假设我想将它存储在一个二进制文件中，我认为这将适合我的记忆场景。
在这种情况下，您有几个选择： (1) 将内存存储在一个连续的块中，这意味着当您添加新列时必须重新排列所有内容； (2) 使用我建议的存储布局，但只将活动数据元素写入二进制文件； (3) 在你的二进制文件中允许有间隙（你需要一个标题来描述以下数据的形状）。

【解决方案2】：

如果您需要数组在内存中扩展并保持连续，实现此目的的一种方法是简单地使用一维数组并“伪造”第二维。

如果您的初始 1d 数组的空间比所有 2d 数组所需的空间多，则不需要在内存中移动（可能避免间隙）。但是，根据您的实现方式，使其中一个子数组增长的插入可能需要将后面的元素向下移动（您的数组中也可能有间隙，但我认为这违反了您的无间隙要求）。

如果您确实需要二维，那么 greg 的答案就是要走的路。如果您一开始就知道数据的大小，那会更容易。

【讨论】：