Общий случай двумерного массива Следующий вариант представления динамического двумерного массива позволяет использовать привычную индексацию двумерного массива и передавать массив в функцию, но требует специальной функции-конструктора для инициализации этого массива и функции-деструктора для освобождения памяти от массива. Массив представляется в виде одномерного вектора указателей на строки двумерного массива. Каждой строке выделяется соответствующий блок памяти в конструкторе: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <malloc.h> #define MAXVAL 1000 void *Malloc ( size_t size ); double **MakeMatr ( size_t n, size_t m ); void DelMatr ( double *Matr[] ); void RandomMatr ( double *Matr[], int n, int m ); void OutMatr ( char *name, double *Matr[], int n, int m ); void main( void ) { int n = 5, m = 6; double **A; /* Выделение памяти под матрицу */ A = MakeMatr(n, m); /* Заполнение матрицы значениями и распечатка */ RandomMatr(A, n, m); OutMatr("A", A, n, m); /* освобождение памяти */ DelMatr(A); } void RandomMatr (double *Matr[], int n, int m) { int i, j; for(i = 0; i < n; i++) for(j = 0; j < m; j++) Matr[i][j] = random(MAXVAL) + 1; } void OutMatr( char *name, double *Matr[], int n, int m ) { int i, j; printf("\nМатрица %s\n---------------\n", name); for(i = 0; i < n; i++) { for(j = 0; j < m; j++) printf("%8.1lf ", Matr[i][j]); printf("\n"); } } void *Malloc( size_t size ) { void *p = malloc(size); if( !p ) { printf("Недостаточно памяти!\n"); exit(1); } return p; } /* Конструктор матрицы */ double **MakeMatr( size_t n, size_t m ) { double **Matr; size_t i; Matr = (double**) Malloc( (n + 1) * sizeof(double *) ); for(i = 0; i < n; i++) Matr[i] = (double *) Malloc( m * sizeof(double) ); Matr[n] = NULL; return Matr; } /* Деструктор матрицы */ void DelMatr( double *Matr[] ) { size_t i; for(i = 0; Matr[i]; i++) free(Matr[i]); free(Matr); } Вначале в функции-конструкторе MakeMatr() выделяется вектор памяти размером n+1 элементов для хранения указателей на double. Затем для каждой из n строк массива выделяется память и адрес ее записывается в ранее выделенный вектор указателей. В последний элемент вектора заносится величина NULL, которая в деструкторе будет сигнализировать о конце вектора. Иначе в деструктор пришлось бы передавать дополнительный параметр n. Рассмотренная схема выделения памяти не имеет практических ограничений даже для 16-разрядной сегментной модели памяти. Нужно лишь чтобы размер строки и размер вектора указателей не превышал сегмента. Если массив целиком укладывается в сегмент, то для работы с ним можно предложить следующую схему с меньшими накладными расходами на выделение памяти: /* Конструктор матрицы */ double **MakeMatr( size_t n, size_t m ) { double **Matr; size_t i; Matr = (double**) Malloc( n * sizeof(double *) + n * m * sizeof(double) ); for(i = 0; i < n; i++) Matr[i] = (double *)(Matr + n) + i * m; return Matr; } /* Деструктор матрицы */ void DelMatr( double *Matr[] ) { free(Matr); } При такой организации матрицы память выделяется одним блоком, в котором находится и вектор указателей и сами элементы двумерного массива. Работа с этими матрицами ведется точно также как и с предыдущими. При некоторых ухищрениях в выделенную область памяти можно поместить и информацию о размерах матрицы, жестко связав размеры с матрицей и таким образом избежать множества математических ошибок, связанных с использованием матриц с несогласованными размерами: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <malloc.h> #define MAXVAL 1000 void *Malloc ( size_t size ); double **MakeMatr ( size_t n, size_t m ); void DelMatr ( double *Matr[] ); size_t GetN ( double *Matr[] ); size_t GetM ( double *Matr[] ); void RandomMatr ( double *Matr[] ); void OutMatr ( char *name, double *Matr[] ); void main( void ) { int n = 5, m = 6; double **A; /* Выделение памяти под матрицу */ A = MakeMatr(n, m); /* Заполнение матрицы значениями и распечатка */ RandomMatr( A ); OutMatr("A", A ); /* освобождение памяти */ DelMatr(A); } void RandomMatr ( double *Matr[] ) { int i, j, n = GetN(Matr), m = GetM(Matr); for(i = 0; i < n; i++) for(j = 0; j < m; j++) Matr[i][j] = random(MAXVAL) + 1; } void OutMatr( char *name, double *Matr[] ) { int i, j, n = GetN(Matr), m = GetM(Matr); printf("\nМатрица %s\n---------------\n", name); for(i = 0; i < n; i++) { for(j = 0; j < m; j++) printf("%8.1lf ", Matr[i][j]); printf("\n"); } } void * Malloc( size_t size ) { void *p = malloc(size); if( !p ) { printf("Недостаточно памяти!\n"); exit(1); } return p; } /* Конструктор матрицы */ double **MakeMatr( size_t n, size_t m ) { double **Matr; size_t i; Matr = (double**) Malloc( 2 * sizeof(size_t) + n * sizeof(double *) ); (size_t *)Matr += 2; for(i=0; i<n; i++) Matr[i] = (double *) Malloc( m * sizeof(double) ); Matr[n] = NULL; *( (size_t *)Matr - 2 ) = n; *( (size_t *)Matr - 1 ) = m; return Matr; } size_t GetN( double *Matr[] ) { return *( (size_t *)Matr - 2 ); } size_t GetM( double *Matr[] ) { return *( (size_t *)Matr - 1 ); } /* Деструктор матрицы */ void DelMatr( double *Matr[] ) { size_t i, n = GetN(Matr); for(i = 0; i < n; i++) free(Matr[i]); free( (size_t *)Matr - 2 ); } В конструкторе теперь выделяется память для хранения n указателей на double и для двух величин типа size_t, которые служат для хранения размеров матрицы. Выделять дополнительный элемент для занесения NULL теперь нет необходимости, так как теперь с помощью функций GetN() и GetM() можно получить соответствующие размеры массива. Способ индексации не изменяется и она по-прежнему выполняется в стиле индексации двумерных массивов. Такое же скрытое хранение размеров матрицы можно организовать и в случае создания массива в единственном блоке памяти, меньшим сегмента. |