c - C 中的动态连续 3D 数组

Question

我正在尝试在 C 代码中实现动态分配的连续 3D 数组。数组必须是连续的，因为我依赖于数组的 netCDF 输出。现在，我采用了此处发布的解决方案 Stack OverFlow Solution .这适用于动态分配数组并为它们建立索引……但是，当 netCDF 输出它们时，有一个偏移量似乎按第二个索引大小 (jcount) 缩放。这是修改后的函数:

void*** newarray(int icount, int jcount, int kcount, int type_size)
{
  int i,j,k;
  void*** iret = (void***)malloc(icount*sizeof(void***)+icount*jcount*sizeof(void**)+icount*jcount*kcount*type_size);
  void** jret = (void**)(iret+icount);
  char* kret = (char*)(jret+icount*jcount);
  for(i=0;i<icount;i++)
  {
    iret[i] = &jret[i*jcount];
  }
  for(i=0;i<icount;i++)
  {
    for(j=0;j<jcount;j++)
    {
      jret[i*jcount+j] = &kret[i*jcount*kcount*type_size+j*kcount*type_size];
    }
  }
  return iret;
}

如果我正确理解此函数，iret 是为组成 iret(第一个索引)的 3D 指针分配的空间，组成 jret(第二个索引)的 2D 指针和组成 kret 的实际值的空间。然后二维 jret 指针与 iret 的二维数组部分相关联。然后对 kret 进行同样的操作。然后iret的每一个地址都指向jret每一段的第一个值。然后jret的每个地址都指向kret的首地址。

郑重声明，使用预处理器为我的数组定义的值一切正常。此外，如果我在代码中使用一些 printf 语句来检查数组的数字，它们似乎都正确索引并且代码运行正确，它只是输出似乎是数组的非连续内存存储的结果。

我有一个表单结构:

typedef struct
{
  double ***test;
} STRUCT_TYPE;

然后我分配使用

mhd    = (STRUCT_TYPE *)  malloc(sizeof(STRUCT_TYPE));
mhd.test = (double***) newarray(101,7,101,sizeof(double));

这可能是 netCDF 的问题...但我只想知道我的分配例程不是问题。

Answer 1

这实际上是对Lazer的回答中问题的回答:

This makes me think that when C allocates memory for an array it allocates the memory used > to store the values first then it allocates the memory for the pointers which provide structure to the multidimensional array.

Maybe someone can clear this one up for me?

C 和

之间有一个非常根本的区别

double arr[A][B][C];

和

double ***ptr;

虽然两者都可以用x[i][j][k]进行索引，但是生成的机器码却大不相同。

double arr[A][B][C] 是 A 数组的 B 数组 C 的 double 组。当在代码中将其索引为 arr[i][j][k] 时，编译器会将其转换为 ((i*B + j)*C + k)* 的偏移量从 arr 开始的 sizeof(double) 个字节。这里不涉及中间指针，但编译器必须知道维度 B 和 C。

'double ***ptr' 是一个指向(数组的开始)的指针，指向(数组的开始)指针，指向(数组的开始)double。当在代码中将 this 索引为 ptr[i][j][k] 时，编译器别无选择，只能单独执行每个索引操作并遵循所有中间指针。这导致代码类似于

temp1 = ptr[i];
temp2 = temp1[j];
result = temp2[k];

newarray 函数将所有这些组件数组从单个内存块中分割出来，但这不是语言所要求的，编译器也不知道正在发生这种情况，所以它必须将所有组件数组视为彼此完全独立。