在C++开发中，当我们需要处理运行时才能确定行数和列数的二维数据场景时，静态声明的二维数组无法满足需求，此时就需要借助new关键字进行动态分配。动态分配的二维数组可以根据实际输入调整大小，使用完成后还能手动释放内存，提升程序的内存利用率。
方法一：分配非连续的二维数组
这种方式是先创建一个指针数组，每个指针再分别指向对应行的数组空间，各行之间的内存地址不一定连续，实现逻辑相对简单，适合新手理解。
分配步骤
- 首先声明一个二级指针，用来指向指针数组的首地址
- 为二级指针分配长度为行数的指针数组空间
- 遍历指针数组，为每个指针分配长度为列数的一维数组空间
代码示例
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int rows = 3; // 行数
int cols = 4; // 列数
// 分配行指针数组
int** arr = new int*[rows];
// 为每一行分配列空间
for (int i = 0; i < rows; i++) {
arr[i] = new int[cols];
}
// 赋值测试
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
arr[i][j] = i * cols + j;
}
}
// 打印数组内容
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
cout << arr[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
// 释放内存，先释放每行的空间
for (int i = 0; i < rows; i++) {
delete[] arr[i];
}
// 再释放行指针数组
delete[] arr;
return 0;
}
注意事项
这种方式的释放顺序不能颠倒，必须先释放每一行的内存，再释放行指针数组，否则会导致内存泄漏。同时因为各行内存不连续，无法使用连续内存的遍历方式操作数据。
方法二：分配连续的二维数组
这种方式会一次性分配所有元素的内存空间，所有元素在内存中是连续存储的，访问效率更高，也更符合二维数组的内存逻辑，适合对性能有要求的场景。
分配步骤
- 声明二级指针，指向二维数组的首地址
- 一次性分配行数乘以列数的连续int空间
- 通过指针偏移的方式，让二级指针的每个元素指向对应行的起始地址
代码示例
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int rows = 3; // 行数
int cols = 4; // 列数
// 分配连续的二维数组空间
int (*arr)[4] = new int[rows][4];
// 赋值测试
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
arr[i][j] = i * cols + j;
}
}
// 打印数组内容
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
cout << arr[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
// 释放连续内存，直接释放整个数组即可
delete[] arr;
return 0;
}
注意事项
这种方式在声明二级指针时需要指定列数，所以列数如果是运行时确定的变量，需要使用变长数组特性，部分旧的编译器可能不支持。释放时只需要一次delete[]操作，不需要逐行释放。
两种方式的对比
| 对比项 | 非连续分配方式 | 连续分配方式 |
|---|---|---|
| 内存连续性 | 各行内存不连续 | 所有元素内存连续 |
| 列数灵活性 | 列数可以运行时动态指定 | 部分场景需要提前指定列数 |
| 释放复杂度 | 需要先释放每行再释放指针数组 | 直接一次释放即可 |
| 访问效率 | 略低 | 略高 |
常见使用问题
- 分配内存后一定要检查是否分配成功，虽然new失败默认会抛异常，但自定义new_handler的场景需要额外处理
- 不要混用两种分配方式的释放逻辑，非连续分配用连续的方式释放会导致程序崩溃
- 动态分配的二维数组使用完成后必须手动释放，否则会造成内存泄漏
- 如果二维数组的元素是自定义类型，分配时会自动调用默认构造函数，释放时会调用析构函数
实际开发中如果不需要手动管理内存，也可以考虑使用vector<vector<int>>来代替动态分配的二维数组，vector会自动管理内存，减少出错概率。