[C++]二維陣列配置

1. 問題

給定一段c++程式碼

分別用三種方式配置3個大小相同的二維陣列

img1 , img2 以及img3

	int img1[10][20];

	int** img2;
	img2 = new int* [10];
	for (int i = 0; i < 10; ++i) {
		img2[i] = new int[20];  
	}

	int** img3;
	img3 = new int* [10];
	int* data = new int[10 * 20];
	for (int i = 0; i < 10; ++i) {
		img3[i] = data + i * 20;
	}

• 三種配置的差別?
• 若個別對其中索引為[5][6]的元素取址，方法分別為何?期間又有何差別?

2.首先，陣列是指標的語法糖

雖然我們學C/C++都是先學陣列後學指標

但事實上指標的概念在 C 語言發展中比陣列更早出現，並且更加原始

陣列的語法實際上是指標操作的簡化

給定一個陣列arr1

int arr1[5] = { 0 , 1 , 2 , 3 , 4 }; 

編譯器會將arr1視為指向該陣列第一個元素的指標

所以在語法上 arr1[i] 等價於* (arr1 + i)

3.配置的差別

img1直接透過int img1[10][20];宣告

記憶體位址是連續的

而img2首先被分配了長度為10，用來存放指標的陣列

而每個陣列中的指標又都被配置了長度為20的int陣列

因此記憶體位置是不連續的

img3同樣被分配了長度為10，用來存放指標的陣列

後面則是透過分配一個連續的一維陣列data

以指針來模擬二維陣列

將img3存放的指標，指向data的特定位置

因此記憶體位置是連續的

4.取址的差別

方法一樣，都是用& 符號來取址：&img1[5][6] , &img2[5][6] , &img3[5][6]

但底層邏輯有所差異

其中img1以及img3的尋址都是在連續的記憶體配置上，透過計算指針的偏移量得到

但img2需要兩次的間接尋址：取得第5個指針後找的它的第3個元素

5.應用上的優劣

理解原理後，開發中可以根據要求了使用分配方式

img1 的方式屬於靜態分配

編譯時配置，記憶體管理全由編譯器負責，無須手動釋放

十分的簡單易用，位址也連續，大小也是確定的

但缺點也很明顯：靈活性低

img2則是動態分配

最明顯的缺點是性能不佳，訪問元素時需經兩次尋址

但它允許img2 指向的每個陣列長短不一

使用的情況大概只剩不規則且動態的陣列

例如在處理矩形以外的不規則網格時（如稀疏矩陣）

另外記憶體釋放時要逐行釋放

img3 為動態分配

兼具動態分配優點，且記憶體位址連續

算是在性能與靈活性之間的平衡點

記憶體釋放時需要先對實際數據data釋放

再對存放指針的陣列img3釋放