c - 如何在许多元素始终为 0 的数组中节省内存？

Question

我在 C 中有一个 2 张量，它看起来像:

int n =4;
int l =5;
int p =6;
int q=2;

然后我初始化T的每个元素

//loop over each of the above indices
T[n][l][p][q]=...

但是，它们中的许多都是零，并且存在诸如此类的对称性。

T[4][3][2][1]=-T[3][4][2][1]

1. 如何在 T 的零元素上节省内存？理想情况下，我想在这些位置放置类似 NULL 的内容，以便它们使用 0 而不是 8 个字节。此外，稍后在计算中，我可以通过检查它们是否等于 NULL
来检查它们是否为零
2. 如何使用过多的内存隐含地在 T 中包含这些对称性？

编辑:对称性也许可以通过不同的实现来修复。但是零呢？有什么实现不让它们浪费内存吗？

Answer 1

您不能通过写入的值来影响任何变量的大小。
如果你想节省内存，你不仅不能使用它，你也不能定义一个使用它的变量。
如果你没有定义一个变量，那么你就永远不要使用它。
那么你就节省了内存。
这当然是显而易见的。

现在，如何将其应用于您的问题。
请允许我简化一下，一方面是因为您没有提供足够的信息和解释，至少没有让我了解每个细节。另一方面，保持解释简单。
所以我希望我为你解决以下问题就足够了，我认为这是你问题的小兄弟。

我在 C 中有一个大数组(不是很大，假设有 N 个条目，N==20)。
但由于特殊原因，我永远不需要实际读取和写入任何偶数索引，它们应该像包含 0 一样运行，但我想节省它们使用的内存。
所以实际上我只想使用 M 个条目，其中 M*2==N。

所以代替

int Array[N]; /* all the theoretical elements */

我定义

int Array[M]; /* only the actually used elements */

当然，我无法访问任何不需要的元素，也没有必要。
但是对于我的程序的逻辑，我希望能够像我可以访问它们一样进行编程，但要确保它们始终只读取 0 并忽略任何写入值。

所以我所做的是包装对数组的所有访问。

int GetArray(int index)
{
    if (index & 1)
    {
        /* odd, I need to really access the array,
           but at a calculated index */
        return Array[index/2];
    } else
    {
        /* even, always 0 */
        return 0;
    }
}

void SetArray(int index, int value)
{
    if (index & 1)
    {
        /* odd, I need to really access the array,
           but at a calculated index */ */
        Array[index/2] = value;
    } else
    {
        /* even, no need to store anything, stays always "0" */
    }
}

所以我可以像数组两倍大一样读写，但保证永远不会使用伪造的元素。
并通过将索引映射为
actualindex = wantindex/2
我确保我不会访问超出实际现有数组大小的内容。

现在将这个概念移植到您所描述的更复杂的设置中是您的工作。您知道所有细节，可以测试是否一切正常。

我建议通过检查结果索引来扩展 GetArray() 和 SetArray()，以确保它永远不会超出实际数组。
您还可以添加各种自检以验证是否满足您的所有规则和期望。