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一、引言
在C语言编程中，动态内存分配是一项非常重要的技能。它允许我们在程序运行时根据实际需求分配内存，提高内存使用效率。 malloc 函数是C语言中用于动态内存分配的重要工具之一。本文将详细介绍如何使用 malloc 函数模拟开辟一个 3*5 的整型二维数组，并对其进行初始化和访问，最后释放所分配的内存。
二、代码实现
c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
int rows = 3;
int cols = 5;
// 动态分配二维数组的内存
int** arr = (int**)malloc(rows * sizeof(int*));
if (arr == NULL) {
perror("malloc for rows");
return 1;
}
for (int i = 0; i < rows; i++) {
arr[i] = (int*)malloc(cols * sizeof(int));
if (arr[i] == NULL) {
// 如果某一行分配失败，释放之前已分配的行
for (int j = 0; j < i; j++) {
free(arr[j]);
}
free(arr);
perror("malloc for cols");
return 1;
}
}
// 使用下标访问形式初始化二维数组
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
arr[i][j] = i * cols + j;
}
}
// 使用下标访问形式输出二维数组
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
// 释放动态分配的内存
for (int i = 0; i < rows; i++) {
free(arr[i]);
}
free(arr);
return 0;
}
三、代码详解
（一）头文件引入
c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>stdio.h 头文件包含了标准输入输出函数，如 printf ，用于在控制台输出数组内容。 stdlib.h 头文件则包含了 malloc 和 free 等动态内存分配和释放函数。
（二）定义数组维度
c
int rows = 3;
int cols = 5;这里定义了二维数组的行数 rows 为 3 ，列数 cols 为 5 ，表示我们要创建一个 3*5 的二维数组。
（三）动态分配二维数组内存
c
int** arr = (int**)malloc(rows * sizeof(int*));
if (arr == NULL) {
perror("malloc for rows");
return 1;
}
for (int i = 0; i < rows; i++) {
arr[i] = (int*)malloc(cols * sizeof(int));
if (arr[i] == NULL) {
// 如果某一行分配失败，释放之前已分配的行
for (int j = 0; j < i; j++) {
free(arr[j]);
}
free(arr);
perror("malloc for cols");
return 1;
}
}
首先， (int**)malloc(rows * sizeof(int*)) 用于分配一个指针数组，数组的每个元素是一个指向 int 类型的指针，用于存储二维数组每一行的首地址。如果分配失败， malloc 函数会返回 NULL ，通过 perror 函数输出错误信息并终止程序。
然后，通过循环为每一行分配具体的内存空间， arr[i] = (int*)malloc(cols * sizeof(int)) 为第 i 行分配能存储 cols 个 int 类型数据的内存。如果某一行分配失败，需要释放之前已经成功分配的行的内存，再释放存储指针的数组，防止内存泄漏。
（四）初始化二维数组
c
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
arr[i][j] = i * cols + j;
}
}这里使用两层嵌套循环，通过 arr[i][j] 的形式对二维数组进行初始化。 i * cols + j 的计算方式可以为数组元素赋予连续且有规律的值。
（五）输出二维数组
c
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("\n");
}同样使用两层嵌套循环，通过 arr[i][j] 的形式输出二维数组的每个元素，每输出完一行就换行，方便查看结果。
（六）释放内存
c
for (int i = 0; i < rows; i++) {
free(arr[i]);
}
free(arr);动态分配的内存使用完毕后必须释放，否则会造成内存泄漏。这里先释放每一行的内存，再释放存储指针的数组，确保所有动态分配的内存都被正确释放。
四、总结
通过本文的介绍，我们了解了如何使用 malloc 函数动态创建一个二维整型数组，并对其进行初始化、访问和内存释放的完整过程。动态内存分配在处理复杂数据结构和不确定大小的数据时非常有用，但同时也需要注意内存的正确管理，避免内存泄漏和非法访问等问题。掌握这些知识，将有助于我们编写出更高效、健壮的C语言程序。