Программирование на C: malloc () для двумерного массива (с использованием указателя на указатель)

Question

вчера я отправил вопрос: Как передать указатель на функцию и выделить память для переданного указателя из вызываемой функции?

Из полученных ответов я смог понять, какую ошибку я совершил.

Я столкнулся с новой проблемой, может кто-нибудь помочь с этим?

Я хочу динамически выделить двумерный массив, поэтому я передаю указатель на указатель из моего main() в другую функцию с именем alloc_2D_pixels(...), где я использую циклы malloc(...) и for(...) для выделения памяти для двумерного массива.

Что ж, после возврата из функции alloc_2D_pixels(...) указатель на указатель по-прежнему остается пустым, поэтому, естественно, когда я пытаюсь получить доступ или free(...) указатель на указатель, программа зависает.

Может кто-нибудь подсказать мне, какие ошибки я здесь делаю?

Помощь !!!

Викрам

---

ИСТОЧНИК:

main()
{


 unsigned char **ptr;
 unsigned int rows, cols;

 if(alloc_2D_pixels(&ptr, rows, cols)==ERROR)      // Satisfies this condition
  printf("Memory for the 2D array not allocated"); // NO ERROR is returned

 if(ptr == NULL)                    // ptr is NULL so no memory was allocated
  printf("Yes its NULL!");          

 // Because ptr is NULL, with any of these 3 statements below the program HANGS
 ptr[0][0] = 10;                    
 printf("Element: %d",ptr[0][0]);

 free_2D_alloc(&ptr);

}


signed char alloc_2D_pixels(unsigned char ***memory, unsigned int rows, unsigned int cols)
{
        signed char status = NO_ERROR;

        memory = malloc(rows * sizeof(unsigned char** ));

        if(memory == NULL)
        {
            status = ERROR;
            printf("ERROR: Memory allocation failed!");

        }
        else
        {
            int i;

            for(i = 0; i< cols; i++)
            {
                memory[i] = malloc(cols * sizeof(unsigned char));

                if(memory[i]==NULL)
                {
                    status = ERROR;
                    printf("ERROR: Memory allocation failed!");
                }
            }

        }

    // Inserted  the statements below for debug purpose only
        memory[0][0] = (unsigned char)10;     // I'm able to access the array from
        printf("\nElement %d",memory[0][0]);  // here with no problems


        return status;
}


void free_2D_pixels(unsigned char ***ptr, unsigned int rows)
{
     int i;

     for(i = 0; i < rows; i++)
     {
          free(ptr[i]);
     }

     free(ptr);
}

Answer 1

Одна ошибка - размещение кода, который не будет компилироваться :). Ниже исправлен код с моими комментариями в
/ * этот стиль * /:

/* Next four lines get your code to compile */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NO_ERROR 0
#define ERROR    1

/* prototypes for functions used by main but declared after main
   (or move main to the end of the file */
signed char alloc_2D_pixels(unsigned char*** memory, unsigned int rows, unsigned int cols);
void free_2D_pixels(unsigned char** ptr, unsigned int rows);

/* main should return int */
int main()
{
    unsigned char** ptr;
    /* need to define rows and cols with an actual value */
    unsigned int rows = 5, cols = 5;

    if(alloc_2D_pixels(&ptr, rows, cols) == ERROR)    // Satisfies this condition
        printf("Memory for the 2D array not allocated"); // ERROR is returned

    if(ptr == NULL)                    // ptr is NULL so no memory was allocated
        printf("Yes its NULL!");
    else
    {
        /* Added else clause so below code only runs if allocation worked. */
        /* Added code to write to every element as a test. */
        unsigned int row,col;
        for(row = 0; row < rows; row++)
            for(col = 0; col < cols; col++)
                ptr[0][0] = (unsigned char)(row + col);

           /* no need for &ptr here, not returning anything so no need to pass
              by reference */
           free_2D_pixels(ptr, rows);
    }

    return 0;
}

signed char alloc_2D_pixels(unsigned char*** memory, unsigned int rows, unsigned int cols)
{
    signed char status = NO_ERROR;

    /* In case we fail the returned memory ptr will be initialized */
    *memory = NULL;

    /* defining a temp ptr, otherwise would have to use (*memory) everywhere
       ptr is used (yuck) */
    unsigned char** ptr;

    /* Each row should only contain an unsigned char*, not an unsigned
       char**, because each row will be an array of unsigned char */
    ptr = malloc(rows * sizeof(unsigned char*));

    if(ptr == NULL)
    {
        status = ERROR;
        printf("ERROR: Memory allocation failed!");
    }
    else
    {
        /* rows/cols are unsigned, so this should be too */
        unsigned int i;

        /* had an error here.  alloced rows above so iterate through rows
           not cols here */
        for(i = 0; i < rows; i++)
        {
            ptr[i] = malloc(cols * sizeof(unsigned char));

            if(ptr[i] == NULL)
            {
                status = ERROR;
                printf("ERROR: Memory allocation failed!");
                /* still a problem here, if exiting with error,
                   should free any column mallocs that were
                   successful. */
            }
        }
    }

    /* it worked so return ptr */
    *memory = ptr;
    return status;
}


/* no need for *** here. Not modifying and returning ptr */
/* it also was a bug...would've needed (*ptr) everywhere below */
void free_2D_pixels(unsigned char** ptr, unsigned int rows)
{
    /* should be unsigned like rows */
    unsigned int i;

    for(i = 0; i < rows; i++)
    {
        free(ptr[i]);
    }

    free(ptr);
}

Answer 2

В вашей функции alloc_2D_pixels вам необходим еще один уровень косвенности при доступе к memory. Как и сейчас, вы изменяете только параметр, а не указатель, на который указывает параметр. Например,

memory = malloc(rows * sizeof(unsigned char** ));
// becomes
*memory = malloc(rows * sizeof(unsigned char** ));

// and later...
memory[i] = malloc(cols * sizeof(unsigned char));
// becomes
(*memory)[i] = malloc(cols * sizeof(unsigned char));

(в основном, где бы вы ни использовали memory, вам нужно использовать (*memory); скобки нужны только при использовании подписок, чтобы гарантировать, что операторы применяются в правильном порядке)

Answer 3

Использование многомерных массивов таким образом в C "неоптимально" для производительности.

В непонятных словах: Пожалуйста, не используйте - и определенно не инициализируйте - многомерные массивы, как вы иллюстрировали. Многократные вызовы malloc() создадут вам группу непересекающихся областей памяти, которые плохо сопоставляется с тем, как фактическая графика (как смежные, одиночные буферы) хранится где-либо. Кроме того, если вам придется делать это сотни или тысячи раз, malloc() может быть ужасно дорогим.

Кроме того, из-за того, что вы очень часто используете malloc (), это также кошмар (и ошибка, которая может вас укусить) для очистки. Вы даже упомянули это в комментариях к вашему коду, и все же ... почему?

Если вам абсолютно необходимо иметь это ptr[rows][cols], создайте его лучше, как это:

signed char alloc_2D_pixels(unsigned char*** memory,
                            unsigned int rows,
                            unsigned int cols)
{
    int colspan = cols * sizeof(char);
    int rowspan = rows * sizeof(char*);
    unsigned char **rowptrs = *memory = malloc(rowspan + rows * colspan));

    /* malloc failure handling left to the reader */

    unsigned char *payload = ((unsigned char *)rowptrs) + rowspan;
    int i;
    for (i = 0; i < rows; payload += colspan, i++)
        rowptrs[i] = payload;
}

таким образом, вы выделяете только один блок памяти, и все это может быть освобождено за один раз - ровно free_2D_pixels().

Answer 4

Похоже, вы используете неинициализированные rows и cols переменные