c++11 使用 std::fill 填充二维动态分配数组

Question

可以在这个 question 中找到沿着这条线的讨论还有here ，但我的情况略有不同，因为我处理的是动态分配的内存。

另请注意，memset 不适用于 double 值。

无论如何，我正在尝试使用 std::fill 来填充动态分配的二维数组 --

#include <iostream>
#include <algorithm>

using std::cout ; using std::endl ;
using std::fill ;

int main()
{
    double **data ;
    int row = 10, col = 10 ;
    data = new double*[row] ;
    for(int i = 0 ; i < col ; i++)
        data[i] = new double[col];

    // fill(&(data[0][0]), 
    //      &(data[0][0]) + (row * col * sizeof(double)), 1); // approach 1
    // fill(&(data[0][0]), &(data[0][0]) + (row * col), 1);   // approach 2
    // fill(data, data + (row * col * sizeof(double)), 1);    // approach 3
    // fill(&(data[0][0]), 
    //      &(data[0][0]) + 
    //       ((row * sizeof(double*)) + 
    //        (col * sizeof(double))), 1);                    // approach 4

    for(int i = 0 ; i < row ; i++) {
        for(int j = 0 ; j < col ; j++)
            cout << data[i][j] << " " ;
        cout << endl ;
    }

    for(int i = 0 ; i < row ; i++)
        delete [] data[i] ;
    delete [] data ;
}

方法 1: 据我了解，方法 1 应该是正确的代码，我从头开始 &(data[0][0]) 和数组的末尾应该位于 &(data[0][0]) + (row * col * sizeof(double))，但是当我运行时，我得到了这个错误，但是数组已填满 --

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1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
*** Error in `./test': free(): invalid next size (fast): 0x0000000000da3070 ***
Aborted (core dumped)

方法 2: 然而，根据这个 post ，建议使用方法 2，但我不太理解这段代码，因为缺少 sizeof(double)，我得到了这个输出 --

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
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1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
*** Error in `./test': free(): invalid next size (fast): 0x0000000000bf5070 ***
Aborted (core dumped)

方法 3: 我不确定为什么不能编译，data 和 &(data[0][0]) 应该意思是一样的吧？

方法 4:我不确定这是否正确。

1. 我该怎么做？
2. std::fill 是否比两个嵌套循环有任何额外的好处？

Answer 1

与堆栈分配的二维数组不同，动态二维数组不能保证是一个连续的范围。然而，它是一个连续的指针范围，但数组中的每个指针可能指向非连续的内存区域。换句话说，data + i + 1 的第一个元素不一定跟在 data + i 指向的数组的最后一个元素之后。如果您想知道为什么堆栈分配的二维数组是连续的，那是因为当您声明类似

double data[10][20];

然后编译器将其理解为包含 10 个(连续)元素的数组，每个元素的类型为 double[20]。后一种也是数组，保证元素连续，所以double[20]元素(即20个double一个接一个)依次堆叠在内存。 double[10][20] 与 double** 截然不同。

这就是为什么 std::fill 或 std::memset 让你头疼的原因，因为它们都假定一个连续的范围。因此，在您的情况下，嵌套循环似乎是填充数组的最简单方法。

一般来说，使用“模仿”二维访问的一维数组要好得多，这正是出于上述原因:数据局部性。数据局部性意味着更少的缓存丢失和更好的整体性能。