3 维数组内存分配

Question

我有一个为 3D 数组分配内存的代码，称为“矩阵”，我通常将 x、y、z 方向索引为matrix[i][j][k]，其中i、j 和k 是索引x、y 和 z 方向。代码中已经遵循的分配过程如下（lr只是double的typedef）

lr ***lr_3D_matrix(int m, int n, int o)/**  \brief create a 3D matrix with size [m, n,o] of type lr*/
{
    lr ***matrix;
    int i, j;
    matrix =  malloc(m * sizeof(lr **));    //allocate first dimension
    matrix[0] =  malloc(m * n * sizeof(lr *));  //allocate continous memory block for all elements
    matrix[0][0] = malloc(m * n * o * sizeof(lr))
    for(j = 1; j < n; j++)  //fill first row
    {
        matrix[0][j] = matrix[0][j - 1] + o;    //pointer to matrix[0][j][0], thus first element of matrix[0][j][o]
    }

    for(i = 1; i < m; ++i)
    {
        matrix[i] = matrix[i - 1] + n;  //pointer to position of  to matrix[i][0]
        matrix[i][0] = matrix[i - 1][n - 1] + o;    //pointer to  matrix[i][j][0];
        for(j = 1; j < n; ++j)
        {
                    matrix[i][j] = matrix[i][j - 1] + o;
        }
    }
    return matrix;
}

现在，我想移植此代码，以便可以使用共享内存 IPC 和其他代码以相同的方式访问此矩阵。因此，如果我将内存声明为

ShmID = shmget(ShmKEY, m*n*o*sizeof(lr), IPC_CREAT | 0666);

那么我应该如何将这块内存附加到三元组指针，以使内存访问保持不变？

将其作为我可以编写的单个指针附加的示例

matrix = (lr *) shmat(ShmID, NULL, 0);

另外，我对原始代码中的 for 循环以及它们实际在做什么感到有些苦恼？

编辑：ShmKEY 只是一个已知的标识符。

Answer 1

稍微有点迂腐，数组是一个单一的分配，所以你所拥有的不能是一个 3D 数组。它更像是一棵树，旨在模拟 3 维数组。

例如，你有你的根节点：

matrix =  malloc(m * sizeof(lr **));    //allocate first dimension

那么你有一些叶子节点：

matrix[0] =  malloc(m * n * sizeof(lr *));

那么你就有了每个叶子节点指向的内存块：

matrix[0][0] = malloc(m * n * o * sizeof(lr)); // note: you were missing a semicolon here

你真的只需要最后一次分配。当您谈论一个数组时，一个分配比多个分配好。下面是一个分配3维数组的例子，如果你可以这样称呼它...

typedef lr lr_[o];
typedef lr_ lr__[n];
lr__ *matrix = malloc(m * sizeof matrix[0]);
free(matrix); /* you should probably error check and use your memory first,
               * but we're done with this example now, and when we're done
               * with something `malloc`'d we `free` it.
               */

*注意：正如下面所指出的，您可以省略typedefs 并使用更复杂（虽然不是很远）、更简洁的符号。

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ShmID = shmget(ShmKEY, m*n*o*sizeof(lr), IPC_CREAT | 0666);

那么我应该如何将这块内存附加到三元组指针，以使内存访问保持不变？

matrix = (lr *) shmat(ShmID, NULL, 0);

根据您的问题，最后一行代码基本上等同于matrix[0][0] = malloc(m * n * o * sizeof(lr))...所以我认为您应该考虑将该行更改为：

matrix[0][0] = shmat(ShmID, NULL, 0);

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但是，如果您想像我一样使用单个分配，那么您可以这样写：

ShmID = shmget(ShmKEY, m * n * o * sizeof (lr));
lr__ *matrix = shmat(ShmID, NULL, 0);
shmdt(matrix); // as I understand, `shmdt` is roughly analogous to `free`

那么你就不需要循环来构建你的树了。 ;)