Резервирование памяти/освобождение памяти для трехмерного массива

@Mike_Texnik · Регистрация: 25.03.2011

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Необходимо создать трехмерный массив (A[Nx][Ny][Nz]), в котором элементы вдоль направления Z выли бы выровнены по 16 байт.

Есть две проблемы:

1. Как скрестить строку вроде

C++
1
float *Uz __attribute__ ((aligned(16))) = (float*)_mm_malloc(Nz * sizeof(float), 16);

С кодом типа (то есть как корректно подставить выше написанную строчку вместо строки 8):

Кликните здесь для просмотра всего текста

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
float ***U = (float ***)malloc(Nx * sizeof(float **));
     for(i = 0; i<=Nx; i++)
     {
         U[i] = (float **)malloc(Ny * sizeof(float *));
         for(j = 0; j <=Ny; j++)
         {
                      U[i][j] = (float *) malloc(Nz * sizeof(float));
         }
     }

2. Как корректно очистить память после выполнения программы?

Вот такая связка приводит к ошибке во время очистки памяти:

Кликните здесь для просмотра всего текста

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
#include <iostream>
#include <malloc.h>
 
const int Nx=108,Ny=103,Nz=250;
float ***U = (float ***)malloc(Nx * sizeof(float **));
float ***U0 = (float ***)malloc(Nx * sizeof(float **));
int k,i,j;
 
int main()
{
 
    //выделяем память
     for(i = 0; i<=Nx; i++)
     {
         U[i] = (float **)malloc(Ny * sizeof(float *));
         U0[i] = (float **)malloc(Ny * sizeof(float *));
         for(j = 0; j <=Ny; j++)
         {
               U[i][j] = (float *) malloc(Nz * sizeof(float));
               U0[i][j] = (float *) malloc(Nz * sizeof(float));
         }
     }
    
 
    //очищаем память
     for(i = 0; i<=Nx; i++)
     {
         for(j = 0; j <=Ny; j++)
         {
               free(U[i][j]);
               free(U0[i][j]);
         }
     }
 
    free (U); free(U0);
    return 0;
}

Вылетает сообщение:

alsav22 · 17.10.2012, 13:47

Что в глаза бросается : for(i = 0; i<=Nx; i++). Нужно: for(i = 0; i<Nx; i++)

@Mike_Texnik · 17.10.2012, 13:49 **[ТС]**

если не секрет, то почему так? планируется использовать элементы с 0 по Nx

Croessmah · 17.10.2012, 13:53

Память освобождать в порядке, обратном выделению.
и sizeof(float **) == sizeof(float *)

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от Mike_Texnik

если не секрет, то почему так? планируется использовать элементы с 0 по Nx

Вы выделяете Nx элементов, а индексация в массиве начинается с 0, поэтому последний индекс будет (Nx-1)

@Mike_Texnik · 17.10.2012, 13:55 **[ТС]**

Croessmah, большое спасибо! а сможете подсказать как быть с выравниванием?

Croessmah · 17.10.2012, 14:00

Здесь у Вас выход за пределы массива из-за i<=Nx

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
     for(i = 0; i<=Nx; i++)
     {
         for(j = 0; j <=Ny; j++)
         {
               free(U[i][j]);
               free(U0[i][j]);
         }
     } 
    free (U); free(U0);

и утечка памяти.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
     for(i = 0; i<Nx; i++)
     {
         for(j = 0; j <Ny; j++)
         {
               free(U[i][j]);
               free(U0[i][j]);
         }
               free(U[i]);
               free(U0[i]);
     } 
    free (U); free(U0);

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от Mike_Texnik

а сможете подсказать как быть с выравниванием?

что-то я самого смысла задания не догоняю

@Mike_Texnik · 17.10.2012, 14:02 **[ТС]**

смысл в том, чтобы воспользоваться радостью SIMD (типа SSE) для действий над элементами массива по направлению Z

@castaway · 17.10.2012, 14:03

C
1
2
3
4
...
void *ptr = malloc( size + 15 );
void *ptr16 = ((char *)ptr + 15) & ~0x0f;
...

@Mike_Texnik · 17.10.2012, 14:09 **[ТС]**

lazybiz, извиняюсь, но не очень понял Вашу мысль.

как это можно прикрутить к строкам массива?

Сообщение от lazybiz

C
1
2
3
4
...
void *ptr = malloc( size + 15 );
void *ptr16 = ((char *)ptr + 15) & ~0x0f;
...

@castaway · 17.10.2012, 14:25

C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
 
void *aligned_malloc( size_t size, unsigned alignment, void **ptr )
{
    *ptr = malloc( size + alignment - 1 );
    return (void *)(((size_t)*ptr + (alignment - 1)) & ~(alignment - 1));
}
 
int main()
{
    void *  p;
    void *  p16;
 
    p16 = aligned_malloc( 1000, 16, &p );
 
    printf( "%08x\n", (unsigned int)p );
    printf( "%08x\n", (unsigned int)p16 );
 
    free( p );
 
    return 0;
}

@Mike_Texnik · 17.10.2012, 15:31 **[ТС]**

lazybiz, большое спасибо! я, наверное, нифига не понял... но верно ли, что применительно к моей задаче это будет выглядеть как:

Кликните здесь для просмотра всего текста

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
 
const int Nx=108,Ny=103,Nz=254;
float ***U = (float ***)malloc((Nx+1) * sizeof(float **));
float ***U0 = (float ***)malloc((Nx+1) * sizeof(float **));
float ***U0p16 = (float ***)malloc((Nx+1) * sizeof(float **));
 
int k,i,j;
 
void *aligned_malloc( size_t size, unsigned alignment, void **ptr )
{
    *ptr = malloc( size + alignment - 1 );
    return (void *)(((size_t)*ptr + (alignment - 1)) & ~(alignment - 1));
}
 
int main()
{
 
    //выделяем память
     for(i = 0; i<=Nx; i++)
     {
         U[i] = (float **)malloc((Ny+1) * sizeof(float *));
         U0[i] = (float **)malloc((Ny+1) * sizeof(float *));
         U0p16[i] = (float **)malloc((Ny+1) * sizeof(float *));
         for(j = 0; j <=Ny; j++)
         {
               U[i][j] = (float *) malloc((Nz+1) * sizeof(float));
               U0[i][j] = (float *) malloc((Nz+1) * sizeof(float));
               U0p16[i][j] = (float *)malloc((Nz+1) * sizeof(float *));
               U0p16[i][j] = aligned_malloc( (Nz+1), 16, &U0[i][j] );
         }
     }
    //очищаем память
     for(i = 0; i<=Nx; i++)
     {
         for(j = 0; j <=Ny; j++)
         {
               free(U[i][j]);
               free(U0[i][j]);
               free(U0p16[i][j]);
         }
     }
 
    free (U); free(U0); free(U0p16);
    return 0;
}
 
    return 0;
}

@castaway · 17.10.2012, 15:54

Ты вообще какую-то глупость написал. Тебе всего то надо заменить в твоём же первом коде последний malloc на aligned_malloc.

@Mike_Texnik · 17.10.2012, 16:07 **[ТС]**

то есть просто вместо строки:
U0[i][j] = (float *) malloc((Nz+1) * sizeof(float));
поставить:
U0[i][j] = aligned_malloc( Nz+1, 16, &U0[i][j] );

и добавить функцию aligned_malloc в программу

Верно?

P.S. заранее очень извиняюсь если глупости спрашиваю

@castaway · 17.10.2012, 16:27

Так. aligned_malloc возвращает два указателя, тот который передается как 3-й параметр нужен для того чтобы по нему освобождать память, т.е. тебе для этого нужен еще один массив указателей размером Nz.
И еще, зачем ты прибавляешь единицу к размеру?

@Mike_Texnik · 17.10.2012, 16:46 **[ТС]**

Сообщение от lazybiz

Так. aligned_malloc возвращает два указателя, тот который передается как 3-й параметр нужен для того чтобы по нему освобождать память, т.е. тебе для этого нужен еще один массив указателей размером Nz.

то есть сперва нужно сделать массив:

float *U0zp16 = (float *)malloc((Nz+1) * sizeof(float));

а потом затолкать его в aligned_malloc:

U0[i][j] = (float *) aligned_malloc( Nz+1, 16, &U0zp16 );

Сообщение от lazybiz

И еще, зачем ты прибавляешь единицу к размеру?

Вся эта радость будет встраиваться в уже готовый и рабочий код в котором обработка массивов идет от 0 до Nz, то есть нужно Nz+1 элементов, при этом само Nz очень часто поминается в ходе работы программы, поэтому его задаю как константу,

@castaway · 17.10.2012, 16:53

В эту функцию надо передавать неинициализированный указатель, т.к она его инициализирует сама.
Ты вообще вдумывался как работает эта функция?

@Mike_Texnik · 17.10.2012, 17:25 **[ТС]**

Сообщение от lazybiz

Ты вообще вдумывался как работает эта функция?

Да, теперь вдумался.
size размер массива который хотим;
(alignment - 1) - дополнительное место для выравнивания;
а вторая строка производит выравнивание

Верно ли понял?

@castaway · 17.10.2012, 19:32

Сообщение от Mike_Texnik

Верно ли понял?

Да, верно.
Не задавай глобальные вопросы. Спрашивай что именно ты не понимаешь.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
SDL3 для Web (WebAssembly): сборка C/C++ проекта из консоли 8Observer8 30.01.2026 Содержание блога Если вы откроете примеры для начинающих на официальном репозитории SDL3 в папке: examples, то вы увидите, что все примеры используют следующие четыре обязательные функции, а. . .	Установка Emscripten SDK (emsdk) и CMake на Windows для сборки C и C++ приложений в WebAssembly (Wasm) 8Observer8 30.01.2026 Чтобы скачать Emscripten SDK (emsdk) необходимо сначало скачать и уставить Git: Install for Windows. Следуйте стандартной процедуре установки Git через установщик. Система контроля версиями Git. . .	Подключение Box2D v3 к SDL3 для Android: физика и отрисовка коллайдеров 8Observer8 29.01.2026 Содержание блога Box2D - это библиотека для 2D физики для анимаций и игр. С её помощью можно определять были ли коллизии между конкретными объектами. Версия v3 была полностью переписана на Си, в. . .	Инструменты COM: Сохранение данный из VARIANT в файл и загрузка из файла в VARIANT bedvit 28.01.2026 Сохранение базовых типов COM и массивов (одномерных или двухмерных) любой вложенности (деревья) в файл, с возможностью выбора алгоритмов сжатия и шифрования. Часть библиотеки BedvitCOM Использованы. . .
Загрузка PNG с альфа-каналом на SDL3 для Android: с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image) 8Observer8 28.01.2026 Содержание блога SDL3 имеет собственные средства для загрузки и отображения PNG-файлов с альфа-каналом и базовой работы с ними. В этой инструкции используется функция SDL_LoadPNG(), которая. . .	Загрузка PNG с альфа-каналом на SDL3 для Android: с помощью SDL3_image 8Observer8 27.01.2026 Содержание блога SDL3_image - это библиотека для загрузки и работы с изображениями. Эта пошаговая инструкция покажет, как загрузить и вывести на экран смартфона картинку с альфа-каналом, то есть с. . .	Влияние грибов на сукцессию anaschu 26.01.2026 Бифуркационные изменения массы гриба происходят тогда, когда мы уменьшаем массу компоста в 10 раз, а скорость прироста биомассы уменьшаем в три раза. Скорость прироста биомассы может уменьшаться за. . .	Воспроизведение звукового файла с помощью SDL3_mixer при касании экрана Android 8Observer8 26.01.2026 Содержание блога SDL3_mixer - это библиотека я для воспроизведения аудио. В отличие от инструкции по добавлению текста код по проигрыванию звука уже содержится в шаблоне примера. Нужно только. . .

alsav22 5500 / 4895 / 831 Регистрация: 04.06.2011 Сообщений: 13,587
	17.10.2012, 13:47
	Что в глаза бросается : for(i = 0; i<=Nx; i++). Нужно: for(i = 0; i<Nx; i++) 0

@Mike_Texnik 4 / 4 / 0 Регистрация: 25.03.2011 Сообщений: 28
	17.10.2012, 13:49 [ТС]
	если не секрет, то почему так? планируется использовать элементы с 0 по Nx 0

@Mike_Texnik 4 / 4 / 0 Регистрация: 25.03.2011 Сообщений: 28
	17.10.2012, 13:55 [ТС]
	Croessmah, большое спасибо! а сможете подсказать как быть с выравниванием? 0

@Mike_Texnik 4 / 4 / 0 Регистрация: 25.03.2011 Сообщений: 28
	17.10.2012, 14:02 [ТС]
	смысл в том, чтобы воспользоваться радостью SIMD (типа SSE) для действий над элементами массива по направлению Z 0

@castaway 4986 / 3093 / 456 Регистрация: 10.11.2010 Сообщений: 11,170 Записей в блоге: 10
	17.10.2012, 15:54
	Ты вообще какую-то глупость написал. Тебе всего то надо заменить в твоём же первом коде последний malloc на aligned_malloc. 0

@Mike_Texnik 4 / 4 / 0 Регистрация: 25.03.2011 Сообщений: 28
	17.10.2012, 16:07 [ТС]
	то есть просто вместо строки: U0[i][j] = (float ) malloc((Nz+1) sizeof(float)); поставить: U0[i][j] = aligned_malloc( Nz+1, 16, &U0[i][j] ); и добавить функцию aligned_malloc в программу Верно? P.S. заранее очень извиняюсь если глупости спрашиваю 0

@castaway 4986 / 3093 / 456 Регистрация: 10.11.2010 Сообщений: 11,170 Записей в блоге: 10
	17.10.2012, 16:27
	Так. aligned_malloc возвращает два указателя, тот который передается как 3-й параметр нужен для того чтобы по нему освобождать память, т.е. тебе для этого нужен еще один массив указателей размером Nz. И еще, зачем ты прибавляешь единицу к размеру? 0

@castaway 4986 / 3093 / 456 Регистрация: 10.11.2010 Сообщений: 11,170 Записей в блоге: 10
	17.10.2012, 16:53
	В эту функцию надо передавать неинициализированный указатель, т.к она его инициализирует сама. Ты вообще вдумывался как работает эта функция? 0