C++中数组指针的Malloc空间

Question

我需要处理可变数量的固定大小数组。更具体地说，N 点在 K 维空间中，我事先知道 K，但在编译时我不知道 N。 所以我想使用一个指向固定大小数组的指针，并在运行时为N个K维点分配空间。

在 C 语言中，我可以使用 malloc 分配所述指针。下面的示例test.c，为简单起见，其中维度为 3：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define DIMENSIONS  3

typedef float PointKDimensions[DIMENSIONS];

void do_stuff( int num_points){
  PointKDimensions *points;
  points = malloc(num_points * sizeof(PointKDimensions));
  points[5][0] = 0;    // set value to 6th point, first dimension
  points[5][1] = 1.0;  // to second dimension
  points[5][2] = 3.14; // to third dimension
  return;
}

int main(){
    do_stuff(10); // at run-time I find out I have 10 points to handle
    return 0;
}

我可以用gcc test.c 编译它而不会出错，并且运行时不会出现分段错误。

但是，如果我尝试使用 C++ mv test.c test.cpp 实现相同的行为，然后是 g++ test.cpp，我会得到：

test.cpp: In function ‘void do_stuff(int)’:
test.cpp:10:18: error: invalid conversion from ‘void*’ to ‘float (*)[3]’ [-fpermissive]
10 |   points = malloc(num_points * sizeof(float) * DIMENSIONS);
   |            ~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
   |                  |
   |                  void*

向上搜索，发现C++并没有对malloc做隐式转换，所以我把malloc改成：

 points = (float*) malloc(num_points * sizeof(float) * DIMENSIONS);

然后错误变成：

test.cpp: In function ‘void do_stuff(int)’:
test.cpp:10:12: error: cannot convert ‘float*’ to ‘float (*)[3]’ in assignment
   10 |   points = (float*) malloc(num_points * sizeof(float) * DIMENSIONS);
      |            ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
      |            |
      |            float*

但我找不到一种方法来进行适当的转换/转换来解决这个错误。例如，(float**) 也与 float(*)[3] 不同。

关于如何在 C++ 中为指向固定大小数组的指针分配空间有什么建议吗？

Answer 1

你可以使用std:array。

例如

#include <array>

inline constexpr const size_t DIMENSIONS = 3;
using PointKDimensions = std::array<float, DIMENSIONS>;

Answer 2

您需要将malloc 的结果转换为PointKDimensions* 而不是float*：

typedef float PointKDimensions[DIMENSIONS];

void do_stuff( int num_points){
  PointKDimensions *points;
  points = (PointKDimensions*)malloc(num_points * sizeof(PointKDimensions));
  points[5][0] = 0;    // set value to 6th point, first dimension
  points[5][1] = 1.0;  // to second dimension
  points[5][2] = 3.14; // to third dimension
  return;
}

或者更好的是，使用 C++ 的内置容器来处理动态大小的数组，std::vector:

vector<vector<float>> points;

void do_stuff( int num_points){
  points.resize(num_points, vector<float>(k)); // assuming k = number of dimensions.
  points[5][0] = 0;    // set value to 6th point, first dimension
  points[5][1] = 1.0;  // to second dimension
  points[5][2] = 3.14; // to third dimension
  return;
}