如何用new分配一块内存？

Question

我有一个使用 new 动态分配的二维数组。

问题是我想将内存分配为一个连接块而不是分开的块以提高处理速度。

有谁知道是否可以使用 new 执行此操作，还是我必须使用 malloc？

这是我的代码：

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

此代码导致分段错误

phi = new double**[xlength];
phi[0] = new double*[xlength*ylength];
phi[0][0] = new double[xlength*ylength*tlength];
for (int i=0;i<xlength;i++)
{
    for (int j=0;j<ylength;j++)
    {
        phi[i][j] = phi[0][0] + (ylength*i+j)*tlength;
    }
    phi[i] = phi[0] + ylength*i;
}

Answer 1

好的，如果任务是维护单个内存块，但保持 [][] 的寻址方式，我会尝试使用类的一些技巧。第一个是内部代理：

class CoordProxy
{
private:
    int coordX;
    int arrayWidth;
    int * dataArray;

public:
    CoordProxy(int * newArray, int newArrayWidth, int newCoordX)
    {
        coordX = newCoordX;
        arrayWidth = newArrayWidth;
        dataArray = newArray;
    }

    int & operator [](int newCoordY)
    {
        return (dataArray[newCoordY * arrayWidth + coordX]);
    }
};

class CoordsWrapper
{
private:
    int * dataArray;
    int width;
    int height;

public:
    CoordsWrapper(int * newArray, int newWidth, int newHeight)
    {
        dataArray = newArray;
        width = newWidth;
        height = newHeight;
    }

    CoordProxy operator[] (int coordX)
    {
        return CoordProxy(dataArray, width, coordX);
    }
};

int main(int argc, char * argv[])
{
    int * a = new int[4 * 4];
    ZeroMemory(a, 4 * 4 * sizeof(int));

    CoordsWrapper w(a, 4, 4);

    w[0][0] = 10;
    w[0][1] = 20;
    w[3][3] = 30;

    std::for_each(&a[0], &a[4 * 4], [](int x) { printf("%d ", x); });

    delete[] a;
}

请注意，这不是节省时间，而是非常节省内存：比原始类多使用 4 个整数和 2 个指针。

还有更好更快的解决方案，但您必须放弃 [][] 表示法，转而使用 (,) 表示法：

class CoordsWrapper2
{
private:
    int * data;
    int width;
    int height;

public:
    CoordsWrapper2(int * newData, int newWidth, int newHeight)
    {
        data = newData;
        width = newWidth;
        height = newHeight;
    }

    inline int & Data(int x, int y)
    {
        return data[y * width + x];
    }
};

int main(int argc, char * argv[])
{
    int * a = new int[4 * 4];
    ZeroMemory(a, 4 * 4 * sizeof(int));

    CoordsWrapper2 w(a, 4, 4);

    w.Data(0, 0) = 10;
    w.Data(0, 1) = 20;
    w.Data(3, 3) = 30;

    std::for_each(&a[0], &a[4 * 4], [](int x) { printf("%d ", x); });

    delete[] a;
}

注意 inline 指令。它建议编译器替换实际源代码的方法调用，这使其速度更快。此解决方案的内存效率更高，并且与经典索引相比，时间效率略低或相同。

Answer 2

您可以分配一个大块并适当地使用它，如下所示：

double* A = new double[m*n];
for (int i=0; i<m; i++) {
    for (int j=0; j<n; j++) {
        A[i*n+j] = <my_value>;
    }
}

您可以使用malloc，而不是使用new - 没有太大区别，只是new 必须与delete 一起发布，而malloc() 与free() 一起发布。

更新1： 您可以按如下方式创建“真实”二维数组：

double** A = new double*[m];
double*  B = new double[m*n];
for (int i=0; i<m; i++) {
    A[i] = B + n*i;
}
for (int i=0; i<m; i++) {
    for (int j=0; j<n; j++) {
        A[i][j] = <my_value>;
    }
}

请务必在最后同时释放A 和B。

UPDATE2：

根据大众的要求，这是创建“真实”3 维数组的方法（尺寸为 m x n x o）：

double*** A = new double**[m];
double**  B = new double*[m*n];
double*   C = new double[m*n*o];
for (int i=0; i<m; i++) {
    for (int j=0; j<n; j++) {
        B[n*i+j] = C + (n*i+j)*o;
    }
    A[i] = B + n*i;
}
for (int i=0; i<m; i++) {
    for (int j=0; j<n; j++) {
        for (int k=0; k<o; k++) {
            A[i][j][k] = <my_value>;
        }
    }
}

这使用了两个相对较小的“索引”数组A 和B，以及数据数组C。像往常一样，这三个都应该在使用后释放。

将其扩展到更多维度作为练习留给读者。

Answer 3

你可以用malloc 做任何你不能用new 做的事情（尽管反过来不成立）。但是，如果您已经在单独的块中分配了内存，则必须分配新的（连续的）内存才能获得连接的块（使用malloc 或new）。您显示的代码分配 m 非连续 n 大小的块。要从中获取具有连续内存的数组，您需要

int MN = m*n;
B = new double[MN];
for (int i=0; i<MN; ++i)
   B[i] = A[ i/N ] [ i%N ];