Пусть требуется разместить в динамической памяти матрицу, содержащую n строк и m столбцов. Двумерная матрица будет располагаться в оперативной памяти в форме ленты, состоящей из элементов строк. При этом индекс любого элемента двумерной матрицы можно получить по формуле
index = i*m+j;
где i - номер текущей строки; j - номер текущего столбца.
Рассмотрим матрицу 3x4 (см. рис.)
Индекс выделенного элемента определится как
index = 1*4+2=6
Объем памяти, требуемый для размещения двумерного массива, определится как
n·m·(размер элемента)
Однако поскольку при таком объявлении компилятору явно не указывается количество элементов в строке и столбце двумерного массива, традиционное обращение к элементу путем указания индекса строки и индекса столбца является некорректным:
a[i][j] - некорректно.
Правильное обращение к элементу с использованием указателя будет выглядеть как
*(p+i*m+j),
где p - указатель на массив, m - количество столбцов, i - индекс строки, j - индекс столбца.
Пример Ввод и вывод значений динамического двумерного массива
#include <stdio.h> #include <malloc.h> #include <stdlib.h> int main() {
int *a; // указатель на массив
int i, j, n, m;
system("chcp 1251");
system("cls");
printf("Введите количество строк: ");
scanf("%d", &n);
printf("Введите количество столбцов: ");
scanf("%d", &m);
// Выделение памяти
a = (int*) malloc(n*m*sizeof(int));
// Ввод элементов массива
for(i=0; i<n; i++) // цикл по строкам
{
for(j=0; j<m; j++) // цикл по столбцам
{
printf("a[%d][%d] = ", i, j);
scanf("%d", (a+i*m+j));
}
}
// Вывод элементов массива
for(i=0; i<n; i++) // цикл по строкам
{
for(j=0; j<m; j++) // цикл по столбцам
{
printf("%5d ", *(a+i*m+j)); // 5 знакомест под элемент массива
}
printf("\n");
}
free(a);
getchar(); getchar();
return 0; }
Результат выполнения
Возможен также другой способ динамического выделения памяти под двумерный массив - с использованием массива указателей. Для этого необходимо:
§ выделить блок оперативной памяти под массив указателей;
§ выделить блоки оперативной памяти под одномерные массивы, представляющие собой строки искомой матрицы;
§ записать адреса строк в массив указателей.
Графически такой способ выделения памяти можно представить следующим образом. При таком способе выделения памяти компилятору явно указано количество строк и количество столбцов в массиве. Пример
#include <stdio.h> #include <malloc.h> #include <stdlib.h> int main() {
int **a; // указатель на указатель на строку
int i, j, n, m;
system("chcp 1251");
system("cls");
printf("Введите количество строк: ");
scanf("%d", &n);
printf("Введите количество столбцов: ");
scanf("%d", &m);
// Выделение памяти под указатели на строки
a = (int**)malloc(n*sizeof(int*));
// Ввод элементов массива
for(i=0; i<n; i++) // цикл по строкам
{
// Выделение памяти под хранение строк
a[i] = (int*)malloc(m*sizeof(int));
for(j=0; j<m; j++) // цикл по столбцам
{
printf("a[%d][%d] = ", i, j);
scanf("%d", &a[i][j]);
}
}
// Вывод элементов массива
for(i=0; i<n; i++) // цикл по строкам
{
for(j=0; j<m; j++) // цикл по столбцам
{
printf("%5d ", a[i][j]); // 5 знакомест под элемент массива
}
printf("\n");
free(a[i]); // освобождение памяти под строку
}
free(a);
getchar(); getchar();
return 0; }
Результат выполнения программы аналогичен предыдущему случаю.
С помощью динамического выделения памяти под указатели строк можно размещать свободные массивы. Свободным называется двухмерный массив (матрица), размер строк которого может быть различным. Преимущество использования свободного массива заключается в том, что не требуется отводить память компьютера с запасом для размещения строки максимально возможной длины. Фактически свободный массив представляет собой одномерный массив указателей на одномерные массивы данных.
Для размещения в оперативной памяти матрицы со строками разной длины необходимо ввести дополнительный массив m, в котором будут храниться размеры строк.
Пример
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() {
int **a;
int i,j, n,*m;
system("chcp 1251");
system("cls");
printf("Введите количество строк: ");
scanf("%d", &n);
a = (int**)malloc(n*sizeof(int*));
m = (int*)malloc(n*sizeof(int)); // массив кол-ва элементов строк
// Ввод элементов массива
for(i = 0; i<n; i++) {
printf("Введите количество столбцов строки %d: ", i);
