《陣列》多維動態陣列

《陣列》多維動態陣列

多維動態陣列在 C 中 大概只能用 malloc，但這在一維時尚
不構成問題，但需要多維陣列時怎麼辦呢？這算是程式論壇
最常被問到的問題之一了。
我把它整理了相關的回覆，都只用二維做說明，更多維的陣列
類推即可。
就從 C 談起吧！

動態產生一個[m][n]陣列 Array 的方法


code:------------------------------------------------------------------
int i;
int **Array;
Array= (int **)malloc(m*sizeof(void *));
for (i=0; i<m; i++)
Array=(int *)malloc(n*sizeof(int *));
--------------------------------------------------------------------------

這樣你就有一個 int Array[m][n]; 可以用了
是C 喔！不是 C++
但這不夠好，若你要的是一個較大的mXn陣列，那麼太多的malloc
會使記憶體碎片化(memory fragment)！沒關係，窮則變，變則通！
問題既出在for loop不斷的 memory allocation，就從那兒下手：

code:---------------------------------------------------------------------
int i;
int **Array, *pData;
Array= (int **)malloc(m*sizeof(int *));
pData= (int *)malloc(m*n*sizeof(int));
for (i=0; i<m; i++, pData+=n)
Array[i]=pData;
---------------------------------------------------------------------------

注意到嗎？這次只用了二次的malloc。
當要release memory也只要free Array[0] 和 Array 就成了！
(注意先free Array[0] 再 free Array)
如果嫌兩個alloc/free還是太多，也可簡單併成一個：

code:-----------------------------------------------------------------------
int i;
int **Array, *pData;
Array= (int **)malloc(m*sizeof(int *)+m*n*sizeof(int));
for (i=0,pData= (int *)(Array+m); i<m; i++, pData+=n)
Array[i]=pData;
----------------------------------------------------------------------------

要 free 時只要 free Array 就行了，帥吧？
如果用的是C++，那可用的方法就更多了！

《幼幼班》嘗試錯誤的階段
?> int Array[][] = new int [10][20];//這樣行ㄇ？
當然不行！ int Array[][]不是一個指標，而且只能有
一維為不定大小。

《小班》終於會從1數到100了
?> 那...
?> int *Array[] = new int [10][20];//這樣行ㄇ？
有點想法了！但可惜的是 '*' 在 C++的語法是修飾前面的
識別字，所以 int *Array[]的意思是 "Array是一個 int 指標
的一維陣列！"

如果能使那個 '*' 以獨立指標型態去宣告Array，就會變成
"Array是一個指標，指向一維 int 的陣列"，而我們知道指標
本身就可以當做一維的陣列，那麼是不是就成了"Array是一個二維
的int陣列"？
對了！這正是我們要的！問題是怎麼讓'*'成為獨立指標型態，
不會去修飾前面的int識別字？答案是使用括號：
int (*Array)[20] = new int [10][20];//這是正解！

但問題又來了， new 運算子可以使用 new int [m][n]，但
int (*Array)[20] 的 [20]卻沒辦法以 [n] 來取代，所以就
沒辦法做到不定大小的宣告了。所以這只能算是小班的答案，
要做到不定大小的動態多維宣告，加上 STL 的運用，是不錯
的想法。

《中班》vector 模板的運用
vector<int> *array=new vector<int>[m];
for (int i=0; i<n; i++) array[i].reserve(n);
嘿嘿...不錯吧！？不定大小的二維陣列，而且每個維度還
可以隨時調整大小喔！
不過還是有缺點ㄟ！！那行 for loop 看起來有點礙眼，不能
拿掉嗎？拿掉的話，基本上Array 還是二維陣列，但第二維
並沒有預留空間放東西你可以用push.back等成員函式來增加
空間和存放data，但不能在還沒有空間時使用像
array[5][3]=3; 這種陣列的存取方式。沒更好的方法了嗎？
vector 不是有預留空間大小的建構子嗎？像一維的宣告：
vector<int> *Array= new vector <int>(n);
//這不是預留了 n 個元素的陣列了嗎？
只可惜，這是一維的宣告，若你嘗試做這樣的宣告：
vector<int> *Array= new vector <int>[m](n);
編譯器會給你無情的嘲諷：陣列不能呼叫帶參數的建構子！
這是很令人失望的！為十麼不行？不是邏輯的問題，或許下
一版本的C++會可以這樣宣告吧！但為今之計只能自力救濟
了。

《大班》使用模板在模版中
仔細觀察下面的宣告：
vector<vector<int> > Array(m, vector<int>(n));