从memory-management 和speed 这两个角度来看，将内存分配给C 中的two-d array 的最佳方法是什么？
另外，哪个更好用，two-d array（并为其分配内存）还是double pointer？谁能详细解释一下，里面发生了什么，为什么一种方法比另一种更好？
【问题讨论】：
标签： c multidimensional-array malloc double-pointer
为了获得最佳性能和最佳可读性，应始终将此类数组分配为连续的内存块：
type (*array) [X][Y] = malloc( sizeof(type[X][Y]) );
你应该避免这种情况：
// BAD METHOD, not a real array
type** lookup_table = malloc( X*sizeof(type*) );
for(size_t i=0; i<Y; i++)
{
lookup_table[i] = malloc( Y*sizeof(type) );
}
前者速度更快，原因有很多。它被分配在一块连续的内存中，而不是在整个堆中分段。分段版本会阻止所有形式的代码优化和高效的片上数据缓存使用，而且实际分配也慢得多。
虽然上面的“坏”版本有一个优点，那就是当您希望各个维度具有可变长度时，例如在为字符串制作查找表时。然后你必须使用那个表格。但是如果你想要一个真正的二维数组，就没有理由不使用前者。
注意第一个版本通常写成
type (*array) [Y] = malloc( sizeof(type[X][Y]) );
为了更方便的使用：array[i][j]，而不是可读性较差的(*array)[i][j]。
【讨论】：
(*array)[Y]可以让你通过使用array[i][j]访问/分配它但是当你使用(*array)[X][Y]创建它时你必须使用(*array)[i][j]为以后的操作？
int (*array)[Y] ，array 是一个指向大小为 Y 的数组的指针。这意味着它有两个级别可以取消引用 - 所以 array[row] 给出一个数组，array[row][col] 给出你是int。使用int (*array)[X][Y]，现在有 3 个级别——它是一个指向二维整数数组的指针。所以你需要第一个(*array) 星号来允许双索引访问。
data_type (*mat)[size_2] = malloc(size_1 * size_2 * sizeof(data_type));
这将为数组数组（“二维数组”）分配连续的内存。如果您不需要荒谬的1 数量的空间，那么这就是要走的路。使用malloc，您将减少内存碎片、提高缓存友好性并避免过多开销。
1对于一些（特定于应用程序的）荒谬的定义
【讨论】：
data_type (*mat)[size_2] = malloc( sizeof *mat * size_1 ); 更好。 sizeof *mat 等价于 sizeof (data_type[size_2])。
sizeof 不会对 VLA 表现良好
mat 是 VLA，我的版本应该调用 UB。然而，我们中的一些人认为该标准在这方面的措辞很糟糕。您没有理由必须取消引用指针 来获取 VLA 的尺寸。实现必须携带某种元数据才能使 VLA 工作 - 没有理由相信它在评估 sizeof 时不能只使用该元数据。
给定一个固定大小，您可以简单地说twoDimArray[100][100]，它将在堆栈上分配它。但是，在堆上分配时（无论是因为大小非常大还是因为大小是动态的），您有更多选择。
您可以分配一个指针数组，然后循环为每一行分配内存。这对于缓存局部性来说是有问题的，但是如果大小非常大并且您的访问是顺序的，则非常好；它允许合理数量的碎片，而不会对性能产生巨大影响，因为数组的数组可以与数组本身分开，而数组本身可以彼此分开。在线性访问场景中，您大部分不会在内存区域之间跳转；相反，您甚至可以在移动到新区域之前访问整条线路。
第二种方式是线性化访问，一次性全部分配；即为sizex * sizey分配足够的内存，然后用(positiony * sizex) + positionx索引它；也就是说，倒数一些行，然后跨一些列。这非常适合随机访问并改善缓存局部性，因为内存是连续的，但如果没有足够的连续内存可用，它可能会失败（如果您需要的内存多于缓存，则缓存局部性的好处不适用）。
【讨论】：