Как динамически выделить матрицу?
https://stackoverflow.com/questions/1403150
-
05-07-2019 - |
italiano
english
français
española
中国
日本の
العربية
Deutsch
한국어
Português
RussianВопрос
Как динамически выделить 2D-матрицу в C++?Я попробовал, основываясь на том, что я уже знаю:
#include <iostream>
int main(){
int rows;
int cols;
int * arr;
arr = new int[rows][cols];
}
Это работает для одного параметра, но теперь для двух.Что я должен делать?
Решение
Матрица на самом деле является массивом массивов.
int rows = ..., cols = ...;
int** matrix = new int*[rows];
for (int i = 0; i < rows; ++i)
matrix[i] = new int[cols];
Конечно, чтобы удалить матрицу, вы должны сделать следующее:
for (int i = 0; i < rows; ++i)
delete [] matrix[i];
delete [] matrix;
Я только что выяснил другую возможность:
int rows = ..., cols = ...;
int** matrix = new int*[rows];
if (rows)
{
matrix[0] = new int[rows * cols];
for (int i = 1; i < rows; ++i)
matrix[i] = matrix[0] + i * cols;
}
Освободить этот массив проще:
if (rows) delete [] matrix[0];
delete [] matrix;
Преимущество этого решения состоит в том, что он выделяет один большой блок памяти для всех элементов вместо нескольких маленьких кусочков. Первое решение, которое я опубликовал, является лучшим примером концепции массивы массивов .
Другие советы
Вы также можете использовать std::vectors для достижения этого:
с использованием std::vector< std::vector<int> >
Пример:
std::vector< std::vector<int> > a;
//m * n is the size of the matrix
int m = 2, n = 4;
//Grow rows by m
a.resize(m);
for(int i = 0 ; i < m ; ++i)
{
//Grow Columns by n
a[i].resize(n);
}
//Now you have matrix m*n with default values
//you can use the Matrix, now
a[1][0]=1;
a[1][1]=2;
a[1][2]=3;
a[1][3]=4;
//OR
for(i = 0 ; i < m ; ++i)
{
for(int j = 0 ; j < n ; ++j)
{ //modify matrix
int x = a[i][j];
}
}
Попробуйте boost :: multi_array
#include <boost/multi_array.hpp>
int main(){
int rows;
int cols;
boost::multi_array<int, 2> arr(boost::extents[rows][cols] ;
}
#include <iostream>
int main(){
int rows=4;
int cols=4;
int **arr;
arr = new int*[rows];
for(int i=0;i<rows;i++){
arr[i]=new int[cols];
}
// statements
for(int i=0;i<rows;i++){
delete []arr[i];
}
delete []arr;
return 0;
}
arr = new int[cols*rows];
Если вы не возражаете против синтаксиса
arr[row * cols + col] = Aij;
или используйте где-нибудь перегрузку оператора [].Это может быть более удобно для кеша, чем массив массивов, а может и нет, но, скорее всего, вам не стоит об этом беспокоиться.Я просто хочу отметить, что а) массив массивов - это не только решение, б) некоторые операции легче реализовать, если матрица расположена в одном блоке памяти.Например.
for(int i=0;i < rows*cols;++i)
matrix[i]=someOtherMatrix[i];
на одну строку короче
for(int r=0;i < rows;++r)
for(int c=0;i < cols;++s)
matrix[r][c]=someOtherMatrix[r][c];
хотя добавление строк в такую матрицу более болезненно
или вы можете просто выделить одномерный массив, но ссылочные элементы в двухмерном виде:
для адресации строки 2, столбца 3 (верхний левый угол - строка 0, столбец 0):
arr [2 * MATRIX_WIDTH + 3]
где MATRIX_WIDTH - количество элементов в строке.
Другой ответ, описывающий массивы массивов, правильный.
НО, если вы планируете делать что-нибудь математическое с массивами - или вам нужно что-то особенное, например, разреженные матрицы, вы должны взглянуть на одну из многих математических библиотек, таких как TNT , прежде чем изобретать слишком много колес
У меня есть этот класс сетки, который можно использовать в качестве простой матрицы, если вам не нужны математические операторы.
/**
* Represents a grid of values.
* Indices are zero-based.
*/
template<class T>
class GenericGrid
{
public:
GenericGrid(size_t numRows, size_t numColumns);
GenericGrid(size_t numRows, size_t numColumns, const T & inInitialValue);
const T & get(size_t row, size_t col) const;
T & get(size_t row, size_t col);
void set(size_t row, size_t col, const T & inT);
size_t numRows() const;
size_t numColumns() const;
private:
size_t mNumRows;
size_t mNumColumns;
std::vector<T> mData;
};
template<class T>
GenericGrid<T>::GenericGrid(size_t numRows, size_t numColumns):
mNumRows(numRows),
mNumColumns(numColumns)
{
mData.resize(numRows*numColumns);
}
template<class T>
GenericGrid<T>::GenericGrid(size_t numRows, size_t numColumns, const T & inInitialValue):
mNumRows(numRows),
mNumColumns(numColumns)
{
mData.resize(numRows*numColumns, inInitialValue);
}
template<class T>
const T & GenericGrid<T>::get(size_t rowIdx, size_t colIdx) const
{
return mData[rowIdx*mNumColumns + colIdx];
}
template<class T>
T & GenericGrid<T>::get(size_t rowIdx, size_t colIdx)
{
return mData[rowIdx*mNumColumns + colIdx];
}
template<class T>
void GenericGrid<T>::set(size_t rowIdx, size_t colIdx, const T & inT)
{
mData[rowIdx*mNumColumns + colIdx] = inT;
}
template<class T>
size_t GenericGrid<T>::numRows() const
{
return mNumRows;
}
template<class T>
size_t GenericGrid<T>::numColumns() const
{
return mNumColumns;
}
Использование двойного указателя - лучший компромисс между скоростью выполнения / оптимизацией и удобочитаемостью. Использование одного массива для хранения содержимого матрицы - это то, что делает двойной указатель.
Я успешно использовал следующую шаблонную функцию создателя (да, я знаю, что я использую старые ссылки на указатели в стиле C, но это делает код более ясным на вызывающей стороне в отношении изменения параметров - что мне нравится в указателях, что невозможно со ссылками. Вы поймете, что я имею в виду):
///
/// Matrix Allocator Utility
/// @param pppArray Pointer to the double-pointer where the matrix should be allocated.
/// @param iRows Number of rows.
/// @param iColumns Number of columns.
/// @return Successful allocation returns true, else false.
template <typename T>
bool NewMatrix(T*** pppArray,
size_t iRows,
size_t iColumns)
{
bool l_bResult = false;
if (pppArray != 0) // Test if pointer holds a valid address.
{ // I prefer using the shorter 0 in stead of NULL.
if (!((*pppArray) != 0)) // Test if the first element is currently unassigned.
{ // The "double-not" evaluates a little quicker in general.
// Allocate and assign pointer array.
(*pppArray) = new T* [iRows];
if ((*pppArray) != 0) // Test if pointer-array allocation was successful.
{
// Allocate and assign common data storage array.
(*pppArray)[0] = new T [iRows * iColumns];
if ((*pppArray)[0] != 0) // Test if data array allocation was successful.
{
// Using pointer arithmetic requires the least overhead. There is no
// expensive repeated multiplication involved and very little additional
// memory is used for temporary variables.
T** l_ppRow = (*pppArray);
T* l_pRowFirstElement = l_ppRow[0];
for (size_t l_iRow = 1; l_iRow < iRows; l_iRow++)
{
l_ppRow++;
l_pRowFirstElement += iColumns;
l_ppRow[0] = l_pRowFirstElement;
}
l_bResult = true;
}
}
}
}
}
Чтобы отменить выделение памяти, созданной с помощью вышеупомянутой утилиты, нужно просто отменить выделение в обратном порядке.
///
/// Matrix De-Allocator Utility
/// @param pppArray Pointer to the double-pointer where the matrix should be de-allocated.
/// @return Successful de-allocation returns true, else false.
template <typename T>
bool DeleteMatrix(T*** pppArray)
{
bool l_bResult = false;
if (pppArray != 0) // Test if pointer holds a valid address.
{
if ((*pppArray) != 0) // Test if pointer array was assigned.
{
if ((*pppArray)[0] != 0) // Test if data array was assigned.
{
// De-allocate common storage array.
delete [] (*pppArray)[0];
}
}
// De-allocate pointer array.
delete [] (*pppArray);
(*pppArray) = 0;
l_bResult = true;
}
}
}
Использовать эти вышеупомянутые шаблонные функции очень просто (например,):
.
.
.
double l_ppMatrix = 0;
NewMatrix(&l_ppMatrix, 3, 3); // Create a 3 x 3 Matrix and store it in l_ppMatrix.
.
.
.
DeleteMatrix(&l_ppMatrix);
const int nRows = 20;
const int nCols = 10;
int (*name)[nCols] = new int[nRows][nCols];
std::memset(name, 0, sizeof(int) * nRows * nCols); //row major contiguous memory
name[0][0] = 1; //first element
name[nRows-1][nCols-1] = 1; //last element
delete[] name;
Вот самый понятный & amp; Интуитивно понятный способ выделить динамический 2d массив в C ++. Шаблон в этом примере охватывает все случаи.
template<typename T> T** matrixAllocate(int rows, int cols, T **M)
{
M = new T*[rows];
for (int i = 0; i < rows; i++){
M[i] = new T[cols];
}
return M;
}
...
int main()
{
...
int** M1 = matrixAllocate<int>(rows, cols, M1);
double** M2 = matrixAllocate(rows, cols, M2);
...
}
