c++ - 为什么有时将 2D 图像建模为指向指针 (T**) 的指针？

Question

一些图像数据结构实现使用指向指针的指针(例如T**)。第一个指针指向数据的行/列，第二个指针指向行/列中的数据元素。

与指向数据的单个指针(例如 T*)相比，这种数据结构有什么优势？

我意识到这是一个广泛的问题，所以我会将问题缩小到 C++ 和 C 编译器(“最小公分母”)的现代工作。

Answer 1

使用T**的优点:

• 更自然的元素索引语法(a[i][j] 而不是 a[i * width + j])

• 索引不需要乘法(乘法在低端 CPUS 上仍然很昂贵，例如微 Controller )

• 可能更适合您可能使用的任何第三方或遗留 API

• 适用于非矩形图像(即每行的宽度可能不恒定)

• 可以在进行邻域操作时简化边界处理(在图像的开始/结束处定义附加行，这些行与其反射的行索引别名)

• 允许优化行对齐以提高效率，例如使用 SIMD 时(即使图像宽度不是方便的倍数，也可以使每一行 SIMD 对齐)

请注意，如果您像这样分配图像，您可以获得“两全其美”:

T* image_buffer = malloc(height * width * sizeof(T)); // allocate "flat" image
T** image = malloc(height * sizeof(T*));              // allocate row pointers
image[0] = image_buffer;                              // init row pointers
for (int i = 1; i < height; ++i)
    image[i] = image[i - 1] + width;

这样你就得到了一个连续的图像，image_buffer，它可以作为 image[i * width + j] 来访问，或者它可以被视为一个 T** 图像，可以作为 image[i][j] 访问。当您有不同的 API 需要不同格式的图像数据时，这会很有用。对于 T** 图像，它也比每行使用一个 malloc 的朴素方法更有效。