C语言——malloc开辟矩阵

更新：循环开辟内存时，销毁内存时也需要进行循环销毁，这里进行了代码补充 

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用动态内存开辟矩阵

矩阵初始化

释放矩阵内存

用动态内存开辟矩阵

动态内存更多的知识在这篇博客，本文将介绍用malloc开辟矩阵。

malloc是C语言中用来动态开辟内存的，通过malloc函数可以向计算机申请一串连续的内存空间。

因为malloc开辟的内存在堆上，不会随函数的声明周期结束而销毁，因此当该内存不再使用时，需要用free进行内存释放。 

malloc和free使用的基本方式：

• void* malloc (size_t size);
• void free (void* ptr);
• size是指定的开辟内存的大小，单位是字节
• size_t的无符号整型则限制程序员误操作开辟负字节的空间
• 如果开辟成功，malloc会返回一个void*类型的指针
• 如果开辟失败，则返回的是空指针，所以在malloc之后需要对指针进行检查
• 当malloc的东西不再使用时，需要free对其进行释放，否则会造成内存泄漏
• malloc和free均需要包含头文件
   

malloc开辟二维矩阵的示例：

以函数的形式表达：输入row行，col列，开辟矩阵并返回指针

double** Make_Matrix(int row,int col)
{
	int i, j;
	double** arr = (double**)malloc(sizeof(double*) * row);
	if (arr != NULL)
	{
		for (i = 0; i < row; i++)
		{
			arr[i] = (double*)malloc(sizeof(double) * col);
		}
	}
	return arr;
}

 以上代码可以这样理解：

• 计算机申请了row个double*类型的内存，创建一个二级指针arr接收这串内存空间的地址。
• 计算机申请了col个double类型的内存，将其地址赋给arr中的第i个元素。
• 重复row次，row行col列的矩阵开辟完毕
• arr记录着矩阵首元素的地址；arr[i]中记录着每行首元素的地址；arr[i][j]记录着矩阵中的元素

开辟完矩阵后，还不能立即进行计算，还需要对矩阵进行初始化。

矩阵初始化

矩阵的初始化一般指的是将矩阵全部初始化为0，可以使用内存函数memset。memset只适合矩阵的清零操作，为矩阵每个元素赋值需要for循环遍历。

memset

memset这个函数通常为新申请的内存做初始化工作，作用是在一段内存块中填充某个给定的值，它是对较大的结构体或数组进行清零操作的一种最快方法。

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

• ptr为起始位置
• value为要赋的值，只能是字符，0或者-1
• num为赋值的个数，单位为字节

void Init_Matrix(double**arr)
{
	int i;
	int row= (int)_msize(arr) / (int)sizeof(double*);
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		memset((arr[i]), 0, _msize(*arr));
	}
}

上述代码中：

• 把每个arr[i]中存储指针指向的内存，全部设置成0
• _msize(*arr)表示一行有多少个字节
• 如果将arr传入memset，memset会把arr中的原本存储指针的元素置为0，造成内存泄漏

传统遍历法

void Init_Matrix(double** arr)
{
	int i, j;
	int row = (int)_msize(arr) / (int)sizeof(double*);
	int col = (int)_msize(*arr) / (int)sizeof(double);
	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < col; j++)
		{
			arr[i][j] = 0;
		}
	}
}

释放矩阵内存

因为在创建矩阵时是循环创建的，因此在销毁时依然需要循环销毁，代码如下：

void free_Matrix(double** src,int row)
{
    assert(src);
    for(i = 0;i < row; i++)
    {
        free(src[i]);
    }
}