my2DAlloc

Cracking the coding interview--Q16.10

题目

原文：

Write a function called my2DAlloc which allocates a two dimensional array. Minimize the number of calls to malloc and make sure that the memory is accessible by the notation arr[i][j].

译文：

写一个名为my2DAlloc的函数，用它开一个二维数组。尽可能地少用malloc函数，确保可以用arr[i][j]这种形式来访问第i行第j列的元素。

解答

这道题目最简单的方法就是先开一个数组来存储指向每一行的指针，然后再为每一行动态地分配空间。这是非常常见的动态申请二维数组空间的方法：

int** My2DAlloc(int rows, int cols){    int **arr = (int**)malloc(rows*sizeof(int*));    for(int i=0; i<rows; ++i)        arr[i] = (int*)malloc(cols*sizeof(int));    return arr;}

上述方法使用了(rows+1)次的malloc，malloc使用过多会影响程序的运行效率，那么有没有办法减少malloc的使用呢。

虽然我们做的事情是动态申请二维数组空间，但这些申请的空间本质上是一维，只不过有些空间存储了地址，而有些空间则存储了数据。比如上面的方法，申请了一个长度为rows的一维数组，里面存放的是指针(int*)，指向每一行的地址。然后又申请了rows*cols大小的空间，里面存放的是整型数据(int)。既然如此，我们一次性将这么多的空间申请下来，然后在该存放地址的空间存放地址，在该存放数据的空间存放数据就OK了。

我们需要存储指向每一行的地址，大小为：

int header = rows * sizeof(int*);

同时需要存储rows*cols的整型数据，大小为：

int data = rows * cols * sizeof(int);

我们一次性将这些空间申请下来：

int **arr = (int**)malloc(header + data);

由于前面rows * sizeof(int*)的大小存放的是指针，因此arr类型是int**。而跨过rows个单元后，后面存放的是整型数据，因此需要将其类型转为int*：

int *buf = (int*)(arr + rows);

最后，从buf指向的地址开始，每cols个单元组成一行，将行首地址存放到arr 的相应位置即可。

for(int i=0; i<rows; ++i)    arr[i] = buf + i * cols;

代码如下：

int** My2DAlloc1(int rows, int cols){    int header = rows * sizeof(int*);    int data = rows * cols * sizeof(int);    int **arr = (int**)malloc(header + data);    int *buf = (int*)(arr + rows);    for(int i=0; i<rows; ++i)        arr[i] = buf + i * cols;    return arr;}

这样一来，我们使用一次的malloc就可以动态地申请二维数组空间，并且可以用arr[i][j]对数组元素进行访问。