¿Cómo declaro una matriz 2d en C ++ usando new?


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¿Cómo declaro una matriz 2d usando new?

Por ejemplo, para una matriz "normal" yo haría:

int* ary = new int[Size]

pero

int** ary = new int[sizeY][sizeX]

a) no funciona / compila yb) no logra lo que:

int ary[sizeY][sizeX] 

hace.


6060
Solo funciona si sizeX es constante: int (* ary) [sizeX] = new int [sizeY] [sizeX]; Cuál es la forma correcta de crear un int [sizeY] [sizeX] y donde toda la memoria es contigua. (No creo que esto vale la pena una respuesta, ya que probablemente su sizeX no es constante
Johannes Schaub - litb

23
No puedo creer que todas las docenas de respuestas a continuación estén todas equivocadas y no respondan la pregunta, y sin embargo todas están votadas. El comentario anterior de Johanes Shaub es la única respuesta correcta a la pregunta . Una matriz 2D y una matriz de puntero a matriz son dos cosas completamente separadas, que aparentemente todos mezclan.
Bregalad

66
@ JohannesSchaub-litb: Eso no es 100% correcto. Ciertamente funciona en ese caso, pero hay un método para hacerlo funcionar donde todas las dimensiones varían, consulte stackoverflow.com/a/29375830/103167
Ben Voigt el

Respuestas:


749

Una matriz 2D dinámica es básicamente una matriz de punteros a matrices . Puede inicializarlo usando un bucle, como este:

int** a = new int*[rowCount];
for(int i = 0; i < rowCount; ++i)
    a[i] = new int[colCount];

Lo anterior, para colCount= 5y rowCount = 4, produciría lo siguiente:

enter image description here


143
Recuerde que cualquier cosa asignada con newse crea en el montón y debe ser desasignada delete, solo tenga esto en cuenta y asegúrese de eliminar esta memoria del montón cuando haya terminado para evitar fugas.
Kekoa 01 de

83
También tenga en cuenta que este es un conjunto de punteros. No de matrices. El puntero a su vez apunta a las matrices. Es importante corregir realmente los términos, ya que muchos tutoriales también se equivocan. Una matriz de matrices sería contigua, que éste no es
Johannes Schaub - litb

44
Sí, una T [] [N] se llamaría "matriz de matriz [N] de T" y sería un tipo incompleto, mientras que T [] [] sería un tipo no válido (todas excepto las últimas dimensiones deben tener un tamaño conocido ) T [N] [M] es "matriz [N] de matriz [M] de T", mientras que la suya, T [tamañoX] es "matriz [tamañoX] de T" donde T es un puntero a un int. La creación dinámica de una matriz 2D funciona así: nueva int [X] [Y]. Creará una matriz de un tipo asignado int [X] [Y]. Este es un "agujero" en el sistema de tipos de C ++, ya que el sistema de tipos ordinario de C ++ no tiene dimensiones de matriz con tamaños desconocidos en el momento de la compilación, por lo tanto, estos se denominan "tipos asignados"
Johannes Schaub - litb

34
Oh, Dios mío, esto es basura completa, esto es completamente incorrecto. Esto no es una matriz 2D. "Una matriz 2D dinámica es básicamente una matriz de punteros a matrices". - NOOOO, FFS! T (*ptr)[M] = new T[N][M];es la solución correcta ... Ninguna cantidad de matrices de punteros será igual a una matriz de matrices ...
The Paramagnetic Croissant

77
@TheParamagneticCroissant Puede argumentar que no es una matriz 2D. Es verdad. Se puede indexar como una matriz 2D, pero no es una matriz 2D. De hecho, el diseño de la memoria se representa en la imagen. El problema con esa declaración es que no funciona si M no es constante.
Mehrdad Afshari

300
int** ary = new int[sizeY][sizeX]

debiera ser:

int **ary = new int*[sizeY];
for(int i = 0; i < sizeY; ++i) {
    ary[i] = new int[sizeX];
}

y luego limpiar sería:

for(int i = 0; i < sizeY; ++i) {
    delete [] ary[i];
}
delete [] ary;

EDITAR: como Dietrich Epp señaló en los comentarios, esta no es exactamente una solución ligera. Un enfoque alternativo sería utilizar un gran bloque de memoria:

int *ary = new int[sizeX*sizeY];

// ary[i][j] is then rewritten as
ary[i*sizeY+j]

56
Es un poco más pesado de lo que debe ser, y asigna más bloques de los que necesita. Las matrices multidimensionales solo necesitan un bloque de memoria, no necesitan un bloque por fila. Asignar solo un bloque hace que la limpieza sea más sencilla también.
Dietrich Epp

11
@Kevin: la asignación de un solo bloque contiguo es el camino a seguir (menos impacto en el asignador, mejor localidad, etc.). Pero no tiene que sacrificar la suscripción limpia. Ver stackoverflow.com/a/29375830/103167
Ben Voigt el

99
¿No debería ser i*sizeX+j? Si recuerdo correctamente, con el orden principal de la fila debería ser row * numColumns + col.
arao6

2
hm, buen pensamiento, de hecho es solo una cuestión de representación; el resto es perspectiva. inteligente
Miro Rodozov

1
@Borna: En general, usar una sola matriz 2D será más rápido que una matriz de matrices. Seguir dos punteros puede causar paradas en la tubería. Como siempre, depende de los patrones de acceso.
Dietrich Epp

211

Aunque esta respuesta popular le dará la sintaxis de indexación deseada, es doblemente ineficiente: grande y lenta tanto en espacio como en tiempo. Hay una mejor manera

Por qué esa respuesta es grande y lenta

La solución propuesta es crear una matriz dinámica de punteros, luego inicializar cada puntero en su propia matriz dinámica independiente. La ventaja de este enfoque es que le brinda la sintaxis de indexación a la que está acostumbrado, por lo que si desea encontrar el valor de la matriz en la posición x, y, usted dice:

int val = matrix[ x ][ y ];

Esto funciona porque la matriz [x] devuelve un puntero a una matriz, que luego se indexa con [y]. Desglosándolo:

int* row = matrix[ x ];
int  val = row[ y ];

Conveniente, si? Nos gusta nuestra sintaxis [x] [y].

Pero la solución tiene una gran desventaja , que es tanto gorda como lenta.

¿Por qué?

La razón por la que es gorda y lenta es en realidad la misma. Cada "fila" en la matriz es una matriz dinámica asignada por separado. Hacer una asignación de montón es costoso tanto en tiempo como en espacio. El asignador toma tiempo para realizar la asignación, a veces ejecuta algoritmos O (n) para hacerlo. Y el asignador "rellena" cada una de sus matrices de filas con bytes adicionales para la contabilidad y la alineación. Ese espacio extra cuesta ... bueno ... espacio extra. El desasignante también tomará más tiempo cuando vaya a desasignar la matriz, liberando minuciosamente cada asignación de fila individual. Me hace sudar solo de pensarlo.

Hay otra razón por la que es lento. Estas asignaciones separadas tienden a vivir en partes discontinuas de la memoria. Una fila puede estar en la dirección 1,000, otra en la dirección 100,000: se entiende la idea. Esto significa que cuando atraviesas la matriz, saltas a través de la memoria como una persona salvaje. Esto tiende a provocar errores de caché que ralentizan enormemente el tiempo de procesamiento.

Entonces, si debe tener su linda sintaxis de indexación [x] [y], use esa solución. Si desea rapidez y pequeñez (y si no le importan, ¿por qué está trabajando en C ++?), Necesita una solución diferente.

Una solución diferente

La mejor solución es asignar toda su matriz como una única matriz dinámica, luego usar matemática de indexación inteligente (ligeramente) para acceder a las celdas. La matemática de indexación es solo muy levemente inteligente; no, no es nada inteligente: es obvio.

class Matrix
{
    ...
    size_t index( int x, int y ) const { return x + m_width * y; }
};

Dada esta index()función (que estoy imaginando es un miembro de una clase porque necesita conocer el m_widthde su matriz), puede acceder a las celdas dentro de su matriz. La matriz de matriz se asigna de esta manera:

array = new int[ width * height ];

Entonces, el equivalente de esto en la solución lenta y gorda:

array[ x ][ y ]

... es esto en la solución rápida y pequeña:

array[ index( x, y )]

Triste, lo se. Pero te acostumbrarás. Y tu CPU te lo agradecerá.


55
@Noein, esbocé una solución sin prescribir una en particular. Podría parecer más detalle: class Matrix { int* array; int m_width; public: Matrix( int w, int h ) : m_width( w ), array( new int[ w * h ] ) {} ~Matrix() { delete[] array; } int at( int x, int y ) const { return array[ index( x, y ) ]; } protected: int index( int x, int y ) const { return x + m_width * y; } };si endereza ese código, podría tener sentido y podría arrojar luz sobre la respuesta anterior.
OldPeculier

44
Me gusta mucho esta solución, ¿es aplicable también a la matriz de 3 dimensiones? Estoy pensando en algo como esto: (x + m_width * y) + (m_width * m_height * z)
Ulrar

3
El principal problema con esta solución es que hay un cálculo adicional para cada índice. Que se agrava si se pone el cálculo del índice en una función que añade una carga extra. Al menos, considere usar macros o funciones en línea para reducir la sobrecarga. Un ejemplo de macro para C ++: #define ROW_COL_TO_INDEX(row, col, num_cols) (row*num_cols + col)luego puede usarlo como int COLS = 4; A[ ROW_COL_TO_INDEX(r, c, COLS) ] = 75; La sobrecarga realmente afecta cuando hacemos multiplicaciones de matriz que son de complejidad O (n ^ 3) u O (n ^ 2.81) para el algoritmo de Strassen .
Ash Ketchum

55
@AshKetchum Inlining (o tal vez la sustitución de macros) tiene sentido para optimizar, pero ¿cómo es que el cálculo compilado es más complejo de lo que se necesita hacer para resolver la dirección de una [x] [y]?
Dronz

1
@Dronz Con a[x][y], lo que realmente está haciendo es *(*(a + x) + y): dos adiciones y dos recuperaciones de memoria. Con a[index(x, y)]lo que realmente está haciendo es *(a + x + w*y): dos adiciones, una multiplicación y una recuperación de memoria. Este último es a menudo preferible, por las razones expuestas en esta respuesta (es decir, cambiar la recuperación de memoria adicional con una multiplicación vale la pena, especialmente porque los datos no están fragmentados y, por lo tanto, no se pierde la memoria caché).
Boris Dalstein

118

En C ++ 11 es posible:

auto array = new double[M][N]; 

De esta manera, la memoria no se inicializa. Para inicializar, haga esto:

auto array = new double[M][N]();

Programa de muestra (compilar con "g ++ -std = c ++ 11"):

#include <iostream>
#include <utility>
#include <type_traits>
#include <typeinfo>
#include <cxxabi.h>
using namespace std;

int main()
{
    const auto M = 2;
    const auto N = 2;

    // allocate (no initializatoin)
    auto array = new double[M][N];

    // pollute the memory
    array[0][0] = 2;
    array[1][0] = 3;
    array[0][1] = 4;
    array[1][1] = 5;

    // re-allocate, probably will fetch the same memory block (not portable)
    delete[] array;
    array = new double[M][N];

    // show that memory is not initialized
    for(int r = 0; r < M; r++)
    {
        for(int c = 0; c < N; c++)
            cout << array[r][c] << " ";
        cout << endl;
    }
    cout << endl;

    delete[] array;

    // the proper way to zero-initialize the array
    array = new double[M][N]();

    // show the memory is initialized
    for(int r = 0; r < M; r++)
    {
        for(int c = 0; c < N; c++)
            cout << array[r][c] << " ";
        cout << endl;
    }

    int info;
    cout << abi::__cxa_demangle(typeid(array).name(),0,0,&info) << endl;

    return 0;
}

Salida:

2 4 
3 5 

0 0 
0 0 
double (*) [2]

3
Necesito hacer esto en una clase, por lo tanto, no puedo usar auto. ¿Cuál sería el tipo adecuado para la matriz?
Peter Smit

3
Se puede usar esto entonces:using arr2d = double(*)[2]; arr2d array = new double[M][N];
Mohammad Alaggan

3
+1: esto es lo que solicitó el OP. El tipo apropiado para esto es double (*)[M][N]o double(*)[][N]con M, N siendo expresiones constantes.
Fozi

58
El problema con esta solución es que las dimensiones no pueden ser un valor de tiempo de ejecución, sino que deben conocerse en tiempo de compilación.
legends2k

44
@vsoftco Sí, de hecho , sin embargo, la pregunta era específicamente sobre tener ambas dimensiones desconocidas en tiempo de compilación.
legends2k

58

Supongo, por su ejemplo de matriz estática, que desea una matriz rectangular y no dentada. Puedes usar lo siguiente:

int *ary = new int[sizeX * sizeY];

Luego puede acceder a elementos como:

ary[y*sizeX + x]

No olvides usar delete [] on ary.


1
Esta es una buena manera de hacerlo. También puede hacer el vector <int> con tamaño sizeX * sizeY para mayor seguridad adicional.
Dietrich Epp

44
Lo mejor es envolver este código en una clase: puede realizar una limpieza en el destructor y puede implementar los métodos get (x, y) y set (x, y, val) en lugar de obligar al usuario a multiplicar por sí mismo . Implementar el operador [] es más complicado, pero creo que es posible.
Tadeusz Kopec

47

Hay dos técnicas generales que recomendaría para esto en C ++ 11 y superior, una para las dimensiones de tiempo de compilación y otra para el tiempo de ejecución. Ambas respuestas suponen que desea matrices bidimensionales uniformes (no dentadas).

Dimensiones del tiempo de compilación

Use un std::arrayde std::arrayy luego use newpara ponerlo en el montón:

// the alias helps cut down on the noise:
using grid = std::array<std::array<int, sizeX>, sizeY>;
grid * ary = new grid;

Nuevamente, esto solo funciona si los tamaños de las dimensiones se conocen en tiempo de compilación.

Dimensiones del tiempo de ejecución

La mejor manera de lograr una matriz bidimensional con tamaños que solo se conocen en tiempo de ejecución es envolverla en una clase. La clase asignará una matriz 1d y luego se sobrecargará operator []para proporcionar indexación para la primera dimensión. Esto funciona porque en C ++ una matriz 2D es mayor de fila:

 matriz mostrada en forma lógica y forma unidimensional

(Tomado de http://eli.thegreenplace.net/2015/memory-layout-of-multi-dimensional-arrays/ )

Una secuencia contigua de memoria es buena por razones de rendimiento y también es fácil de limpiar. Aquí hay una clase de ejemplo que omite muchos métodos útiles pero muestra la idea básica:

#include <memory>

class Grid {
  size_t _rows;
  size_t _columns;
  std::unique_ptr<int[]> data;

public:
  Grid(size_t rows, size_t columns)
      : _rows{rows},
        _columns{columns},
        data{std::make_unique<int[]>(rows * columns)} {}

  size_t rows() const { return _rows; }

  size_t columns() const { return _columns; }

  int *operator[](size_t row) { return row * _columns + data.get(); }

  int &operator()(size_t row, size_t column) {
    return data[row * _columns + column];
  }
}

Entonces creamos una matriz con std::make_unique<int[]>(rows * columns)entradas. Sobrecargamos operator []lo que indexará la fila por nosotros. Devuelve un int *que apunta al comienzo de la fila, que luego puede desreferenciarse como normal para la columna. Tenga en cuenta que make_uniqueprimero se envía en C ++ 14, pero puede rellenarlo en C ++ 11 si es necesario.

También es común que este tipo de estructuras se sobrecarguen operator()también:

  int &operator()(size_t row, size_t column) {
    return data[row * _columns + column];
  }

Técnicamente no he utilizado newaquí, pero es trivial para pasar de std::unique_ptr<int[]>a int *y el uso new/ delete.


¿Sería posible hacer los parámetros de la plantilla de filas y columnas?
Janus Troelsen

1
Si conoces las dimensiones en tiempo de compilación (que hacer si usted está utilizando los parámetros de plantilla), entonces le recomiendo usar una std::arrayde std::arrays: std::array<std::array<int, columns> rows>.
Levi Morrison

1
¿Puedo decir que esta es una respuesta sofisticada / moderna con una filosofía subyacente muy similar a la respuesta (más simple, en términos de LOC y conceptos) dada por @kamshi?
KcFnMi

Son bastante comparables con respecto a la técnica subyacente: hay una única matriz que contiene todos los valores en todas las dimensiones. Luego, de alguna manera, devuelva los punteros al comienzo de cada fila. En la práctica, la clase usualmente tendrá métodos más útiles, posiblemente tendrá constructores de copia y operadores de asignación de copias, tendrá assertspara las compilaciones de depuración para verificar los accesos a la memoria, etc. Estas adiciones generalmente hacen que sea más fácil y más agradable trabajar con ellas.
Levi Morrison

1
Además, @KcFnMi, si decide usar la respuesta de kamshi , asegúrese de leer el comentario de Ben sobre el uso en make_uniquelugar de new/delete.
Levi Morrison el

31

Esta pregunta me estaba molestando: es un problema bastante común que ya debería existir una buena solución, algo mejor que el vector de vectores o rodar su propia indexación de matriz.

Cuando algo debería existir en C ++ pero no existe, el primer lugar para buscar es boost.org . Allí me encontré con el Boost Multidimensional matriz Biblioteca,multi_array . Incluso incluye una multi_array_refclase que puede usarse para envolver su propio búfer de matriz unidimensional.


55
Entiendo su argumento, personalmente no entiendo por qué tiene que ser tan difícil, honestamente, esta es la razón por la que perdemos tantos programadores en Java, ¡allí funciona de forma inmediata! ¡Estas son características básicas que hacen que los chicos de c ++ pierdan tiempo!
Oliver

Podría agregar, creo que esta es la mejor solución, ¡pero creo que para algunas personas necesita mucho cerebro para comprender todos los pasos, especialmente para los principiantes ...;)! Veo que el 80% de los programadores de C ++ fallan cuando ven cosas definidas por tipo.
Oliver

1
@OliverStutz ese es el peligro de ser el primero. Los estándares más recientes de C ++ han estado tratando desesperadamente de hacer las cosas menos gravosas, mi favorita es la autopalabra clave. Me sorprende que no hayan intentado abordar matrices 2D, especialmente porque Boost ya ha mostrado el camino.
Mark Ransom

Es curioso cómo se durmió toda la automatización del desarrollo. Ahora, la única ventaja fácil de usar es Java. Realmente me gustaría que c ++ saltara, ha sido un lenguaje poderoso y poderoso desde siempre ... ¡por qué tener un sable de luz si no lo usas!
Oliver

2
Lo que me molesta aún más es cuán lejos está C ++ detrás de C en esto: C99 permite matrices multidimensionales reales asignadas en el montón con dimensiones definidas en el tiempo de ejecución, y C ++ 17 aún no se acerca a lo que permite C99 ...
cmaster - reinstalar a monica el

27

¿Por qué no usar STL: vector? Tan fácil, y no necesita eliminar el vector.

int rows = 100;
int cols = 200;
vector< vector<int> > f(rows, vector<int>(cols));
f[rows - 1][cols - 1] = 0; // use it like arrays

También puedes inicializar las 'matrices', solo dale un valor predeterminado

const int DEFAULT = 1234;
vector< vector<int> > f(rows, vector<int>(cols, DEFAULT));

Fuente: ¿Cómo crear matrices dimensionales de 2, 3 (o múltiples) en C / C ++?


1
mejor solución en mi humilde opinión
vipin8169

1
Esta no es una buena solución si no quiero cargar STL debido a restricciones de memoria.
katta

2
@katta la mayoría de los programas C ++ no triviales utilizan STL de todos modos, por lo que esta es una buena solución, pero no para un número menor de casos, incluido el suyo.
Zar Shardan

Lo que no entiendo es por qué tanta gente piensa en el primer índice como las filas, y el segundo como las columnas. ¿Rebelión contra diagramas de coordenadas XY en clase de matemáticas?
Dronz

2
@Dronz Es porque ese es el modelo de memoria de C ++: las columnas son contiguas en la memoria, no las filas. En Fortran es al revés.
Levi Morrison

16

Una matriz 2D es básicamente una matriz 1D de punteros, donde cada puntero apunta a una matriz 1D, que contendrá los datos reales.

Aquí N es fila y M es columna.

asignación dinámica

int** ary = new int*[N];
  for(int i = 0; i < N; i++)
      ary[i] = new int[M];

llenar

for(int i = 0; i < N; i++)
    for(int j = 0; j < M; j++)
      ary[i][j] = i;

impresión

for(int i = 0; i < N; i++)
    for(int j = 0; j < M; j++)
      std::cout << ary[i][j] << "\n";

gratis

for(int i = 0; i < N; i++)
    delete [] ary[i];
delete [] ary;

14

¿Cómo asignar una matriz multidimensional contigua en GNU C ++? Hay una extensión GNU que permite que funcione la sintaxis "estándar".

Parece que el problema proviene del operador new []. Asegúrese de usar el operador new en su lugar:

double (* in)[n][n] = new (double[m][n][n]);  // GNU extension

Y eso es todo: obtienes una matriz multidimensional compatible con C ...


Qué compilador estas usando? La sintaxis de la matriz se compila y funciona bien con g ++ 4.6.4 y 4.7.3. Acabo de recibir una advertencia el último] antes de = que "el valor calculado no se usa" o "la declaración no tiene ningún efecto". Sin embargo, si uso g ++ 4.8.1 (supuestamente totalmente compatible con c ++ 11), arroja errores en ny no ser constante "el tamaño de la matriz en el operador nuevo debe ser constante", y apunta al último] en la línea.
jbo5112

@cmaster double (*in)[m][n] = (double (*)[m][n])new double[k*m*n];tampoco funciona. Recibo errores C2057, C2540 nporque no se conoce en el momento de la compilación. No entiendo por qué no puedo hacerlo, porque la memoria se asigna correctamente y solo son punteros para manejar esta memoria convenientemente. (VS 2010)
usuario1234567

2
@ user3241228 gccme engañó cuando escribí esto: el suministro -std=c++11no es suficiente para activar la estricta conformidad estándar, también -pedantic-errorsse requiere. Sin la bandera posterior, gccacepta felizmente el elenco, aunque de hecho no está de acuerdo con el estándar C ++. Con lo que sé ahora, solo puedo recomendar volver a C cuando haga cosas que dependen en gran medida de los arreglos multidimensionales. C99 es mucho más poderoso en este sentido que incluso C ++ 17 lo será.
cmaster - reinstalar a monica el

@cmaster Los VLA asignados dinámicamente son azúcar sintáctica de todos modos ... son buenos en C porque no hay nada más, pero C ++ tiene mejor azúcar sintáctica :)
MM

1
@MM Lástima que C ++ no tenga azúcar sintáctica para una matriz multidimensional verdadera y consecutiva asignada en el montón con tamaños que solo se conocen en tiempo de ejecución. Mientras no necesite esto, el azúcar sintáctico C ++ está bien. Pero cuando necesitas todo lo anterior, incluso FORTRAN supera a C ++ ...
cmaster - restablece monica el

13

typedef es tu amigo

Después de volver y mirar muchas de las otras respuestas, descubrí que se necesita una explicación más profunda, ya que muchas de las otras respuestas sufren problemas de rendimiento o lo obligan a usar una sintaxis inusual o onerosa para declarar la matriz, o acceder a la matriz. elementos (o todo lo anterior).

En primer lugar, esta respuesta supone que conoce las dimensiones de la matriz en tiempo de compilación. Si lo hace, esta es la mejor solución, ya que proporcionará el mejor rendimiento y le permitirá usar la sintaxis de matriz estándar para acceder a los elementos de la matriz .

La razón por la que esto brinda el mejor rendimiento es porque asigna todos los arreglos como un bloque contiguo de memoria, lo que significa que es probable que tenga menos errores de página y una mejor ubicación espacial. La asignación en un bucle puede hacer que las matrices individuales terminen dispersas en varias páginas no contiguas a través del espacio de memoria virtual, ya que el bucle de asignación podría ser interrumpido (posiblemente varias veces) por otros subprocesos o procesos, o simplemente debido a la discreción del el asignador llena pequeños y vacíos bloques de memoria que tiene disponibles.

Los otros beneficios son una sintaxis de declaración simple y una sintaxis de acceso a matriz estándar.

En C ++ usando nuevo:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {

typedef double (array5k_t)[5000];

array5k_t *array5k = new array5k_t[5000];

array5k[4999][4999] = 10;
printf("array5k[4999][4999] == %f\n", array5k[4999][4999]);

return 0;
}

O estilo C usando calloc:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv) {

typedef double (*array5k_t)[5000];

array5k_t array5k = calloc(5000, sizeof(double)*5000);

array5k[4999][4999] = 10;
printf("array5k[4999][4999] == %f\n", array5k[4999][4999]);

return 0;
}

1
No se garantiza que acceder más allá del final de una matriz cause un error. Si tienes suerte, el programa simplemente se bloqueará. Definitivamente estás en el ámbito del comportamiento indefinido.
Michael Kristofik 01 de

Es cierto, aunque el propósito de este ejemplo es realmente mostrar cómo usar typedef y new juntos para declarar una matriz 2D.
Robert S. Barnes

1
Realmente me gustó demasiado tu respuesta. Yo mismo había sido un defensor de typedef.
Fooo

12

Este problema me ha molestado durante 15 años, y todas las soluciones suministradas no fueron satisfactorias para mí. ¿Cómo se crea una matriz dinámica multidimensional contiguamente en la memoria? Hoy finalmente encontré la respuesta. Usando el siguiente código, puede hacer exactamente eso:

#include <iostream>

int main(int argc, char** argv)
{
    if (argc != 3)
    {
        std::cerr << "You have to specify the two array dimensions" << std::endl;
        return -1;
    }

    int sizeX, sizeY;

    sizeX = std::stoi(argv[1]);
    sizeY = std::stoi(argv[2]);

    if (sizeX <= 0)
    {
        std::cerr << "Invalid dimension x" << std::endl;
        return -1;
    }
    if (sizeY <= 0)
    {
        std::cerr << "Invalid dimension y" << std::endl;
        return -1;
    }

    /******** Create a two dimensional dynamic array in continuous memory ******
     *
     * - Define the pointer holding the array
     * - Allocate memory for the array (linear)
     * - Allocate memory for the pointers inside the array
     * - Assign the pointers inside the array the corresponding addresses
     *   in the linear array
     **************************************************************************/

    // The resulting array
    unsigned int** array2d;

    // Linear memory allocation
    unsigned int* temp = new unsigned int[sizeX * sizeY];

    // These are the important steps:
    // Allocate the pointers inside the array,
    // which will be used to index the linear memory
    array2d = new unsigned int*[sizeY];

    // Let the pointers inside the array point to the correct memory addresses
    for (int i = 0; i < sizeY; ++i)
    {
        array2d[i] = (temp + i * sizeX);
    }



    // Fill the array with ascending numbers
    for (int y = 0; y < sizeY; ++y)
    {
        for (int x = 0; x < sizeX; ++x)
        {
            array2d[y][x] = x + y * sizeX;
        }
    }



    // Code for testing
    // Print the addresses
    for (int y = 0; y < sizeY; ++y)
    {
        for (int x = 0; x < sizeX; ++x)
        {
            std::cout << std::hex << &(array2d[y][x]) << ' ';
        }
    }
    std::cout << "\n\n";

    // Print the array
    for (int y = 0; y < sizeY; ++y)
    {
        std::cout << std::hex << &(array2d[y][0]) << std::dec;
        std::cout << ": ";
        for (int x = 0; x < sizeX; ++x)
        {
            std::cout << array2d[y][x] << ' ';
        }
        std::cout << std::endl;
    }



    // Free memory
    delete[] array2d[0];
    delete[] array2d;
    array2d = nullptr;

    return 0;
}

Cuando invoque el programa con los valores sizeX = 20 y sizeY = 15, el resultado será el siguiente:

0x603010 0x603014 0x603018 0x60301c 0x603020 0x603024 0x603028 0x60302c 0x603030 0x603034 0x603038 0x60303c 0x603040 0x603044 0x603048 0x60304c 0x603050 0x603054 0x603058 0x60305c 0x603060 0x603064 0x603068 0x60306c 0x603070 0x603074 0x603078 0x60307c 0x603080 0x603084 0x603088 0x60308c 0x603090 0x603094 0x603098 0x60309c 0x6030a0 0x6030a4 0x6030a8 0x6030ac 0x6030b0 0x6030b4 0x6030b8 0x6030bc 0x6030c0 0x6030c4 0x6030c8 0x6030cc 0x6030d0 0x6030d4 0x6030d8 0x6030dc 0x6030e0 0x6030e4 0x6030e8 0x6030ec 0x6030f0 0x6030f4 0x6030f8 0x6030fc 0x603100 0x603104 0x603108 0x60310c 0x603110 0x603114 0x603118 0x60311c 0x603120 0x603124 0x603128 0x60312c 0x603130 0x603134 0x603138 0x60313c 0x603140 0x603144 0x603148 0x60314c 0x603150 0x603154 0x603158 0x60315c 0x603160 0x603164 0x603168 0x60316c 0x603170 0x603174 0x603178 0x60317c 0x603180 0x603184 0x603188 0x60318c 0x603190 0x603194 0x603198 0x60319c 0x6031a0 0x6031a4 0x6031a8 0x6031ac 0x6031b0 0x6031b4 0x6031b8 0x6031bc 0x6031c0 0x6031c4 0x6031c8 0x6031cc 0x6031d0 0x6031d4 0x6031d8 0x6031dc 0x6031e0 0x6031e4 0x6031e8 0x6031ec 0x6031f0 0x6031f4 0x6031f8 0x6031fc 0x603200 0x603204 0x603208 0x60320c 0x603210 0x603214 0x603218 0x60321c 0x603220 0x603224 0x603228 0x60322c 0x603230 0x603234 0x603238 0x60323c 0x603240 0x603244 0x603248 0x60324c 0x603250 0x603254 0x603258 0x60325c 0x603260 0x603264 0x603268 0x60326c 0x603270 0x603274 0x603278 0x60327c 0x603280 0x603284 0x603288 0x60328c 0x603290 0x603294 0x603298 0x60329c 0x6032a0 0x6032a4 0x6032a8 0x6032ac 0x6032b0 0x6032b4 0x6032b8 0x6032bc 0x6032c0 0x6032c4 0x6032c8 0x6032cc 0x6032d0 0x6032d4 0x6032d8 0x6032dc 0x6032e0 0x6032e4 0x6032e8 0x6032ec 0x6032f0 0x6032f4 0x6032f8 0x6032fc 0x603300 0x603304 0x603308 0x60330c 0x603310 0x603314 0x603318 0x60331c 0x603320 0x603324 0x603328 0x60332c 0x603330 0x603334 0x603338 0x60333c 0x603340 0x603344 0x603348 0x60334c 0x603350 0x603354 0x603358 0x60335c 0x603360 0x603364 0x603368 0x60336c 0x603370 0x603374 0x603378 0x60337c 0x603380 0x603384 0x603388 0x60338c 0x603390 0x603394 0x603398 0x60339c 0x6033a0 0x6033a4 0x6033a8 0x6033ac 0x6033b0 0x6033b4 0x6033b8 0x6033bc 0x6033c0 0x6033c4 0x6033c8 0x6033cc 0x6033d0 0x6033d4 0x6033d8 0x6033dc 0x6033e0 0x6033e4 0x6033e8 0x6033ec 0x6033f0 0x6033f4 0x6033f8 0x6033fc 0x603400 0x603404 0x603408 0x60340c 0x603410 0x603414 0x603418 0x60341c 0x603420 0x603424 0x603428 0x60342c 0x603430 0x603434 0x603438 0x60343c 0x603440 0x603444 0x603448 0x60344c 0x603450 0x603454 0x603458 0x60345c 0x603460 0x603464 0x603468 0x60346c 0x603470 0x603474 0x603478 0x60347c 0x603480 0x603484 0x603488 0x60348c 0x603490 0x603494 0x603498 0x60349c 0x6034a0 0x6034a4 0x6034a8 0x6034ac 0x6034b0 0x6034b4 0x6034b8 0x6034bc 

0x603010: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 
0x603060: 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 
0x6030b0: 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
0x603100: 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 
0x603150: 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 
0x6031a0: 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 
0x6031f0: 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 
0x603240: 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 
0x603290: 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 
0x6032e0: 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 
0x603330: 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 
0x603380: 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 
0x6033d0: 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 
0x603420: 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 
0x603470: 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299

Como puede ver, la matriz multidimensional se encuentra contiguamente en la memoria, y no hay dos direcciones de memoria superpuestas. Incluso la rutina para liberar la matriz es más simple que la forma estándar de asignar dinámicamente memoria para cada columna (o fila, dependiendo de cómo vea la matriz). Dado que el conjunto consiste básicamente en dos conjuntos lineales, solo estos dos tienen que ser (y pueden ser) liberados.

Este método puede extenderse por más de dos dimensiones con el mismo concepto. No lo haré aquí, pero cuando entiendes la idea, es una tarea simple.

Espero que este código te ayude tanto como a mí.


1
Todavía hay una gran variedad de punteros. El código que usa la matriz tiene que hacer la capa adicional de indirección, porque no puede suponer array2d[i] = buffer + i * sizeX. Esto ayuda en un pequeño grado, pero en el código que usa la matriz, el compilador no puede simplemente incrementar los punteros para escanear la matriz.
Peter Cordes

44
Sí, esta es exactamente la forma de hacerlo. Pero es la forma C de hacerlo, en C ++ lo usaríamos make_unique<int[]>(sizeX*sizeY)para configurar el almacenamiento contiguo y make_unique<int*[]>(sizeX)para configurar el almacenamiento de los punteros (que deberían asignarse de la misma manera que se muestra). Esto lo libera del requisito de llamar delete[]dos veces al final.
Ben Voigt

Esta respuesta tiene mucho sentido para mí, incluso más teniendo en cuenta el comentario de @BenVoigt. El conjunto adicional de punteros a los que @PeterCordes se refieren, ¿verdad temp? Teniendo en cuenta los beneficios (matriz continua 2d con dimensiones desconocidas en el momento de la compilación), no estoy seguro de que me importe tenerla colgando. No entendí lo que @PeterCordes quiere decir extra layer of indirection, ¿qué es? Por qué el paréntesis array2d[i] = (temp + i * sizeX);
KcFnMi

delete [] array2d [0] es lo mismo que delete [] temp?
KcFnMi

6

El propósito de esta respuesta no es agregar nada nuevo que los otros no cubran, sino extender la respuesta de @Kevin Loney.

Podrías usar la declaración ligera:

int *ary = new int[SizeX*SizeY]

y la sintaxis de acceso será:

ary[i*SizeY+j]     // ary[i][j]

pero esto es engorroso para la mayoría y puede generar confusión. Por lo tanto, puede definir una macro de la siguiente manera:

#define ary(i, j)   ary[(i)*SizeY + (j)]

Ahora puede acceder a la matriz usando una sintaxis muy similar ary(i, j) // means ary[i][j] . Esto tiene las ventajas de ser simple y hermoso, y al mismo tiempo, usar expresiones en lugar de los índices también es más simple y menos confuso.

Para acceder, digamos, ary [2 + 5] [3 + 8], puede escribir en ary(2+5, 3+8)lugar del aspecto complejo, ary[(2+5)*SizeY + (3+8)]es decir, ahorra paréntesis y ayuda a la legibilidad.

Advertencias:

  • Aunque la sintaxis es muy similar, NO es la misma.
  • En caso de que pase la matriz a otras funciones, SizeYdebe pasar con el mismo nombre (o en su lugar, declararse como una variable global).

O, si necesita usar la matriz en múltiples funciones, entonces podría agregar SizeY también como otro parámetro en la definición de macro de la siguiente manera:

#define ary(i, j, SizeY)  ary[(i)*(SizeY)+(j)]

Tienes la idea. Por supuesto, esto se vuelve demasiado largo para ser útil, pero aún puede evitar la confusión de + y *.

Esto no se recomienda definitivamente, y será condenado como una mala práctica por los usuarios más experimentados, pero no pude resistirme a compartirlo debido a su elegancia.

Editar:
si desea una solución portátil que funcione para cualquier número de matrices, puede usar esta sintaxis:

#define access(ar, i, j, SizeY) ar[(i)*(SizeY)+(j)]

y luego puede pasar cualquier matriz a la llamada, con cualquier tamaño utilizando la sintaxis de acceso:

access(ary, i, j, SizeY)      // ary[i][j]

PD: He probado estos, y la misma sintaxis funciona (como lvalue y rvalue) en los compiladores g ++ 14 y g ++ 11.


4

Intenta hacer esto:

int **ary = new int* [sizeY];
for (int i = 0; i < sizeY; i++)
    ary[i] = new int[sizeX];

2

Aquí tengo dos opciones. El primero muestra el concepto de una matriz de matrices o puntero de punteros. Prefiero el segundo porque las direcciones son contiguas, como se puede ver en la imagen.

ingrese la descripción de la imagen aquí

#include <iostream>

using namespace std;


int main(){

    int **arr_01,**arr_02,i,j,rows=4,cols=5;

    //Implementation 1
    arr_01=new int*[rows];

    for(int i=0;i<rows;i++)
        arr_01[i]=new int[cols];

    for(i=0;i<rows;i++){
        for(j=0;j<cols;j++)
            cout << arr_01[i]+j << " " ;
        cout << endl;
    }


    for(int i=0;i<rows;i++)
        delete[] arr_01[i];
    delete[] arr_01;


    cout << endl;
    //Implementation 2
    arr_02=new int*[rows];
    arr_02[0]=new int[rows*cols];
    for(int i=1;i<rows;i++)
        arr_02[i]=arr_02[0]+cols*i;

    for(int i=0;i<rows;i++){
        for(int j=0;j<cols;j++)
            cout << arr_02[i]+j << " " ;
        cout << endl;
    }

    delete[] arr_02[0];
    delete[] arr_02;


    return 0;
}

1

Si su proyecto es CLI (Common Language Runtime Support) , entonces:

Puede usar la clase de matriz, no la que obtiene cuando escribe:

#include <array>
using namespace std;

En otras palabras, no la clase de matriz no administrada que se obtiene cuando se usa el espacio de nombres estándar y cuando se incluye el encabezado de matriz, no la clase de matriz no administrada definida en el espacio de nombres estándar y en el encabezado de matriz, sino la matriz de clase administrada de la CLI.

Con esta clase, puede crear una matriz de cualquier rango que desee.

El siguiente código a continuación crea una nueva matriz bidimensional de 2 filas y 3 columnas y de tipo int, y lo llamo "arr":

array<int, 2>^ arr = gcnew array<int, 2>(2, 3);

Ahora puede acceder a los elementos de la matriz, asígnele un nombre y escriba solo un paréntesis cuadrado []y, dentro de ellos, agregue la fila y la columna, y sepárelos con la coma ,.

El siguiente código a continuación accede a un elemento en la segunda fila y la primera columna de la matriz que ya creé en el código anterior:

arr[0, 1]

escribir solo esta línea es leer el valor en esa celda, es decir, obtener el valor en esta celda, pero si agrega el igual = signo , está a punto de escribir el valor en esa celda, es decir, establecer el valor en esta celda. También puede usar los operadores + =, - =, * = y / =, por supuesto, solo para números (int, float, double, __int16, __int32, __int64 y etc.), pero seguro que ya lo sabe.

Si su proyecto no es CLI, puede usar la clase de matriz no administrada del espacio de nombres estándar, si usted #include <array>, por supuesto, pero el problema es que esta clase de matriz es diferente de la matriz CLI. Crear matriz de este tipo es igual que la CLI, excepto que tendrá que eliminar el ^signo y la gcnewpalabra clave. Pero desafortunadamente, el segundo parámetro int <>entre paréntesis especifica la longitud (es decir, el tamaño) de la matriz, ¡ no su rango!

No hay forma de especificar el rango en este tipo de matriz, el rango es solo la característica de la matriz CLI . .

La matriz estándar se comporta como la matriz normal en c ++, que usted define con puntero, por ejemplo int*y luego: new int[size]o sin puntero: int arr[size]pero, a diferencia de la matriz normal de c ++, la matriz estándar proporciona funciones que puede usar con los elementos de la matriz, como relleno, inicio, fin, tamaño, etc., pero la matriz normal no proporciona nada .

Pero aún así, las matrices estándar son matrices unidimensionales, como las matrices normales de c ++. Pero gracias a las soluciones que los otros chicos sugieren sobre cómo puede hacer la matriz unidimensional normal de c ++ en una matriz bidimensional, podemos adaptar las mismas ideas a la matriz estándar, por ejemplo, de acuerdo con la idea de Mehrdad Afshari, podemos escribir el siguiente código:

array<array<int, 3>, 2> array2d = array<array<int, 3>, 2>();

Esta línea de código crea un "conjunto malabarizado" , que es un conjunto unidimensional en el que cada una de sus celdas es o apunta a otro conjunto unidimensional.

Si todas las matrices unidimensionales en una matriz unidimensional son iguales en su longitud / tamaño, entonces puede tratar la variable array2d como una matriz bidimensional real, además puede usar los métodos especiales para tratar filas o columnas, depende de cómo lo vea. en mente, en la matriz 2D, esa matriz estándar es compatible.

También puede usar la solución de Kevin Loney:

int *ary = new int[sizeX*sizeY];

// ary[i][j] is then rewritten as
ary[i*sizeY+j]

pero si usa la matriz estándar, el código debe verse diferente:

array<int, sizeX*sizeY> ary = array<int, sizeX*sizeY>();
ary.at(i*sizeY+j);

Y todavía tiene las funciones únicas de la matriz estándar.

Tenga en cuenta que aún puede acceder a los elementos de la matriz estándar utilizando los []paréntesis, y no tiene que llamar a la atfunción. También puede definir y asignar una nueva variable int que calculará y mantendrá el número total de elementos en la matriz estándar, y usará su valor, en lugar de repetirsizeX*sizeY

Puede definir su propia clase genérica de matriz bidimensional y definir el constructor de la clase de matriz bidimensional para recibir dos enteros para especificar el número de filas y columnas en la nueva matriz bidimensional, y definir la función get que recibe dos parámetros de entero que accede a un elemento en la matriz bidimensional y devuelve su valor, y establece una función que recibe tres parámetros, que los dos primeros son enteros que especifican la fila y la columna en la matriz bidimensional, y el tercer parámetro es el nuevo valor de elemento. Su tipo depende del tipo que elija en la clase genérica.

Usted será capaz de poner en práctica todo esto mediante el uso de ya sea el normal c ++ array (punteros o sin ella) o la matriz ETS y el uso una de las ideas que otras personas sugirieron, y que sea fácil de usar como la matriz de la CLI, o como los dos matriz dimensional que puede definir, asignar y usar en C #.


1

Comience definiendo la matriz utilizando punteros (Línea 1):

int** a = new int* [x];     //x is the number of rows
for(int i = 0; i < x; i++)
    a[i] = new int[y];     //y is the number of columns

1

El siguiente ejemplo puede ayudar,

int main(void)
{
    double **a2d = new double*[5]; 
    /* initializing Number of rows, in this case 5 rows) */
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        a2d[i] = new double[3]; /* initializing Number of columns, in this case 3 columns */
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            a2d[i][j] = 1; /* Assigning value 1 to all elements */
        }
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            cout << a2d[i][j] << endl;  /* Printing all elements to verify all elements have been correctly assigned or not */
        }
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++)
        delete[] a2d[i];

    delete[] a2d;


    return 0;
}

1

Si desea una matriz 2D de enteros, qué elementos se asignan secuencialmente en la memoria, debe declararlo como

int (*intPtr)[n] = new int[x][n]

donde en lugar de x puede escribir cualquier dimensión, pero n debe ser igual en dos lugares. Ejemplo

int (*intPtr)[8] = new int[75][8];
intPtr[5][5] = 6;
cout<<intPtr[0][45]<<endl;

debe imprimir 6.


0

Te he dejado una solución que funciona mejor para mí, en ciertos casos. Especialmente si uno conoce [el tamaño de?] Una dimensión de la matriz. Muy útil para un conjunto de caracteres, por ejemplo, si necesitamos un conjunto de diferentes tamaños de conjuntos de caracteres [20].

int  size = 1492;
char (*array)[20];

array = new char[size][20];
...
strcpy(array[5], "hola!");
...
delete [] array;

La clave son los paréntesis en la declaración de la matriz.


StackOverflow solo usa inglés, por favor traduzca su pregunta.
M. Mimpen

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Utilicé este sistema no elegante pero RÁPIDO, FÁCIL y FUNCIONAMIENTO No veo por qué no puede funcionar porque la única forma en que el sistema permite crear una matriz de gran tamaño y acceder a las partes es sin cortarla en partes:

#define DIM 3
#define WORMS 50000 //gusanos

void halla_centros_V000(double CENW[][DIM])
{
    CENW[i][j]=...
    ...
}


int main()
{
    double *CENW_MEM=new double[WORMS*DIM];
    double (*CENW)[DIM];
    CENW=(double (*)[3]) &CENW_MEM[0];
    halla_centros_V000(CENW);
    delete[] CENW_MEM;
}

0

No estoy seguro si no se proporcionó la siguiente respuesta, pero decidí agregar algunas optimizaciones locales a la asignación de la matriz 2d (por ejemplo, una matriz cuadrada se realiza a través de una sola asignación): int** mat = new int*[n]; mat[0] = new int [n * n];

Sin embargo, la eliminación es así debido a la linealidad de la asignación anterior: delete [] mat[0]; delete [] mat;


Ya mencionado en una respuesta a esta misma pregunta: stackoverflow.com/a/27672888/103167 y una versión de puntero inteligente aquí: stackoverflow.com/a/29375830/103167
Ben Voigt

-1

declarando una matriz 2D dinámicamente:

    #include<iostream>
    using namespace std;
    int main()
    {
        int x = 3, y = 3;

        int **ptr = new int *[x];

        for(int i = 0; i<y; i++)
        {
            ptr[i] = new int[y];
        }
        srand(time(0));

        for(int j = 0; j<x; j++)
        {
            for(int k = 0; k<y; k++)
            {
                int a = rand()%10;
                ptr[j][k] = a;
                cout<<ptr[j][k]<<" ";
            }
            cout<<endl;
        }
    }

Ahora en el código anterior tomamos un puntero doble y le asignamos una memoria dinámica y le dimos un valor de las columnas. Aquí la memoria asignada es solo para las columnas, ahora para las filas solo necesitamos un bucle for y asignar el valor para cada fila de una memoria dinámica. Ahora podemos usar el puntero de la misma manera que usamos una matriz 2D. En el ejemplo anterior, asignamos números aleatorios a nuestra matriz 2D (puntero). Se trata de DMA de matriz 2D.


-3

Estoy usando esto al crear una matriz dinámica. Si tienes una clase o una estructura. Y esto funciona. Ejemplo:

struct Sprite {
    int x;
};

int main () {
   int num = 50;
   Sprite **spritearray;//a pointer to a pointer to an object from the Sprite class
   spritearray = new Sprite *[num];
   for (int n = 0; n < num; n++) {
       spritearray[n] = new Sprite;
       spritearray->x = n * 3;
  }

   //delete from random position
    for (int n = 0; n < num; n++) {
        if (spritearray[n]->x < 0) {
      delete spritearray[n];
      spritearray[n] = NULL;
        }
    }

   //delete the array
    for (int n = 0; n < num; n++) {
      if (spritearray[n] != NULL){
         delete spritearray[n];
         spritearray[n] = NULL;
      }
    }
    delete []spritearray;
    spritearray = NULL;

   return 0;
  } 
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