使用 memset 而不是 for 循环初始化 int 时出现分段错误**答案

【问题标题】：Segmentation fault on using memset instead of for loops to initialize int**使用 memset 而不是 for 循环初始化 int 时出现分段错误**
【发布时间】：2013-03-12 18:08:38
【问题描述】：

这是我的 C++ 代码

int** a;
try{
  a = new int*[m];
  for(int i = 0; i<m;i++)
    a[i] = new int[n];
}

... 现在我正在使用 for 循环初始化上述内容，如下所示：

for(int i = 0; i<m; i++)
  for(int j = 0; i<n; j++)
      a[i][j] = 0;

我正在努力提高性能，因此认为使用 memset 是个好主意。所以修改了我的代码以使用 memset 而不是 for 循环，如下所示：

memset(a, 0, sizeof(a[0][0]) * m * n);

但是我在执行这个时遇到了分段错误。谁能帮我弄清楚我做错了什么？

【问题讨论】：

您是否在代码中的任何位置为“a”分配内存？
对不起，我错过了添加内存分配。 a = new int*[m]; for(int i =0; i<m ;i++) a[i] = new int[n];
好的，现在问题很清楚了 - 添加了一个答案。

标签： c++ linux arrays pointers multidimensional-array

【解决方案1】：

int** a;

这只是给你一个对象。 int** 对象。它根本没有指向任何地方。没有要分配给的 ints。当您开始分配给ints，就好像它们存在一样，您会得到未定义的行为。

此外，指向ints 的“二维数组”的int** 的内存布局如下：int** 指向int*s 数组中的第一个元素，而int*s 指向ints 数组中的第一个元素。该内存不是连续的，因为它需要间接跳转内存，即它不是单个内存块。您不能只使用memset 给它写信。

如果您只想要一个ints 的固定编译时大小的二维数组，请执行以下操作：

int a[N][M];

其中N 和M 是常量表达式。这个是连续存储的，但我还是不推荐使用memset。

或者使用标准容器，如：

std::array<std::array<int, M>, N> a;

如果您需要动态大小，请尝试：

std::vector<std::vector<int>> a(M, std::vector<int>(N));

或者，您可以坚持使用int**，并确保动态分配int*s 和ints：

int** a = new int*[M];
for (i = 0; i < N; i++) {
  a[i] = new int[N];
}

但这很丑！

【讨论】：

int a[N][M]; - 作为 C99 的一部分，也可作为 GCC 的扩展，可变长度数组不是 C++ 标准的一部分。
@LihO 其中N 和M 是常量表达式。
你现在正在使用你刚刚描述的丑陋部分。所以会改进它

【解决方案2】：

使用int **，您通常不会拥有一个连续的内存块。假设您正确使用它，您将拥有一个指针数组。然后，这些指针中的每一个都将分别为其分配一个数组。

在这种情况下，您无法将循环转换为单个 memset（并且仍然获得定义的行为）。

【讨论】：

【解决方案3】：

我认为问题在于未分配用于实际存储的内存。变量 a 只是指针（此外未初始化）。它指向什么地方？

【讨论】：

【解决方案4】：

int** a;

只是一个指向int的指针的声明。

“现在我正在使用 for 循环初始化上述内容”

您没有在 for 循环中对其进行初始化，您只是试图将 0 分配给不存在的元素，这会产生 未定义的行为。您需要为这些元素动态分配内存，甚至更好：改用std::vector：

std::vector< std::vector<int> > a(m, std::vector<int>(n, 0));

“我正在努力提高性能”

除非必要，否则不要这样做。 不要过早优化。

编辑：在您提到您已经面临性能问题之后，您可以这样做：代替这个二维 C 样式数组：

int** a = new int*[m];      // m = number of rows
for(int i = 0; i < m; i++)
    a[i] = new int[n];      // n = number of columns

你可以使用一维std::vector:

std::vector<int> vec(rows * cols, 0);
...
vec[i * cols + j] = 7;   // equivalent of vec[i][j]

这将有更多的优势：

您的二维数组将存储在连续的内存块中
这块内存会被一次性分配，不会分成很多小块
由于空间局部性，元素的频繁访问会更快
（“附近”的元素将在缓存内存中可用，因此您的
程序不必从主内存中加载它们）
并且您将不负责内存管理
（一旦vector对象被销毁，内存会自动清理）

【讨论】：

我试图优化它的主要原因是使用 for 循环需要很长时间，我必须减少它
您确定for 循环需要很长时间吗？您是否使用最近的编译器进行编译（例如 GCC 4.7 或 4.8 中的 g++）并启用了优化（例如 -O2 或 -O3）？
我现在看到了不同之处。我使用 g++ 编译并启用了优化，而且速度更快。但是我试图优化的实际代码确实使用了这些选项。谢谢
@user2175966：现在看我的答案，行下的部分:)

【解决方案5】：

你说你是这样分配的：

a = new int*[m]; 
for(int i =0; i<m ;i++) a[i] = new int[n];

就像 Jerry Conffin 所说的那样——这不会给你一个单一的、连续的内存块。每个新数组 (new int[n]) 将被分配在一个可能完全不同的位置，并且 memset 仅适用于连续块，因此您必须“手动”重置它们中的每一个顺便说一句 - 我很确定你不会看到在循环上使用 memset 带来的任何性能改进（我认为 memset 本身使用循环实现）。

【讨论】：