Как выделить память для многомерных массивов в структурах в Python, если размеры массивов неизвестны заранее?

1

Как правильно выделить память для двумерного массива в структуре в C, если размеры массива неизвестны на этапе компиляции?

Я хочу создать структуру, один из членов которой является двумерным массивом, и чтобы эта структура размещалась в куче.

typedef struct Map
{
    int xSize;
    int ySize;
    int mapMatrix[][];
} Map;

Мой IDE (VS Code с расширением C/C++ от Microsoft) говорит, что я не могу использовать массив с такими элементами. Я не знаю размеры массива на этапе компиляции, так что не могу обойти это ограничение, задав фиксированный размер.

Я подумал вместо этого использовать:

typedef struct Map
{
    int xSize;
    int ySize;
    int *mapMatrix[]; // или, возможно, 'int **mapMatrix;'?
} Map;

но я не уверен, как правильно выделить память для этого массива (будет ли здесь больше накладных расходов за указатели по сравнению с типичным 2D массивом?). Также я хочу инициализировать память нулями, поэтому планирую использовать функцию calloc.

Заранее спасибо за любую помощь.

2

Когда вы работаете с динамическим выделением памяти для двумерных массивов в C, потребуется несколько шагов. Сначала давайте уточним, как правильно выделить и инициализировать память для вашей структуры Map, второй вариант с int **mapMatrix будет наиболее подходящим. Вот пошаговое руководство:

  1. Определение структуры:

    typedef struct Map
{
    int xSize;
    int ySize;
    int **mapMatrix; // указатель на указатели, что позволяет создать "двумерный массив"
} Map;

  2. Выделение памяти для структуры и инициализация массива:

    #include <stdlib.h>

Map* createMap(int xSize, int ySize) {
    // Выделяем память для структуры
    Map *map = (Map*)malloc(sizeof(Map));
    if (map == NULL) {
        // Обработка ошибки недостатка памяти
        return NULL;
    }

    map->xSize = xSize;
    map->ySize = ySize;

    // Выделяем память для строк (указателей)
    map->mapMatrix = (int**)calloc(xSize, sizeof(int*));
    if (map->mapMatrix == NULL) {
        free(map);  // Очищаем ранее выделенную память для структуры
        return NULL;
    }

    // Выделяем память для каждого столбца и инициализируем нулями
    for (int i = 0; i < xSize; i++) {
        map->mapMatrix[i] = (int*)calloc(ySize, sizeof(int));
        if (map->mapMatrix[i] == NULL) {
            // Обработка ошибок и освобождение ранее выделенной памяти
            for (int j = 0; j < i; j++) {
                free(map->mapMatrix[j]);
            }
            free(map->mapMatrix);
            free(map);
            return NULL;
        }
    }

    return map;
}

  3. Освобождение памяти:

    Когда вы закончите использовать карту, убедитесь, что вы освобождаете полученную память:

    void freeMap(Map *map) {
    if (map != NULL) {
        for (int i = 0; i < map->xSize; i++) {
            free(map->mapMatrix[i]);
        }
        free(map->mapMatrix);
        free(map);
    }
}

Этот подход позволяет вам иметь гибкость в динамическом выделении памяти для карт любой размерности. Да, использование указателей для строк и столбцов создает немного больше накладных расходов по сравнению с плотно упакованными массивами, но это стандартный способ работы с динамическими двумерными массивами в C, когда размеры неизвестны на этапе компиляции. Это также позволяет легко инициализировать массив нулями, используя calloc. . Я ответил на ваш вопрос?