16.11 Zweidimensionale dynamische Arrays 

In Abschnitt 14.9 haben Sie gelesen, dass das Anwendungsgebiet von Zeigern auf Zeiger unter anderem das dynamische Erstellen von Matrizen ist. Ich will Ihnen jetzt aber nicht die Suppe versalzen und als Thema die Matrizenberechnung nehmen, sondern ich werde nur einfache Speicherreservierungen mit Zeilen und Spalten vornehmen:

int matrix[zeile][spalte];

Um also für ein zweidimensionales Array mit beliebig vielen Zeilen und Spalten Speicher zu reservieren, benötigen Sie zuerst Platz für die Zeile. Und für jede dieser Zeilen wird nochmals Platz für die Spalte benötigt. Beim Freigeben des Speichers muss dies in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen werden.

Hierzu das vollständige Listing:

/* 2D_dyn_array.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define BUF 255
int main(void) {
   int i, j, zeile, spalte;
   /* Matrix ist Zeiger auf int-Zeiger */
   int ** matrix;
   printf("Wie viele Zeilen : ");
   scanf("%d", &zeile);
   printf("Wie viele Spalten: ");
   scanf("%d", &spalte);
   /* Speicher reservieren für die int-Zeiger (=zeile) */
   matrix = (int **)malloc(zeile * sizeof(int *));
   if(NULL == matrix) {
      printf("Kein Virtueller RAM mehr vorhanden ... !");
      return EXIT_FAILURE;
   }
   /* Jetzt noch Speicher reservieren für die einzelnen Spalten
    * der i-ten Zeile */
   for(i = 0; i < zeile; i++) {
      matrix[i] = (int *)malloc(spalte * sizeof(int));
         if(NULL == matrix[i]) {
            printf("Kein Speicher mehr fuer Zeile %d\n",i);
            return EXIT_FAILURE;
         }
   }
   /* Mit beliebigen Werten initialisieren */
   for (i = 0; i < zeile; i++)
      for (j = 0; j < spalte; j++)
         matrix[i][j] = i + j;      /* matrix[zeile][spalte] */
   /* Inhalt der Matrix entsprechend ausgeben */
   for (i = 0; i < zeile; i++) {
      for (j = 0; j < spalte; j++)
         printf("%d ",matrix[i][j]);
      printf("\n");
   }
   /* Speicherplatz wieder freigeben
    * Wichtig! In umgekehrter Reihenfolge */
   /* Spalten der i-ten Zeile freigeben */
   for(i = 0; i < zeile; i++)
      free(matrix[i]);
   /* Jetzt können die leeren Zeilen freigegeben werden */
   free(matrix);
   return EXIT_SUCCESS;
}

Zugegeben, das Listing hat es in sich. Für einige dürfte es etwas undurchsichtig erscheinen, wie aus **matrix nun matrix[zeile][spalte] wird. Am besten sehen Sie sich einfach einmal an, was bei folgender Speicherreservierung geschehen ist:

matrix = (int **)malloc(zeile * sizeof(int));

Als Beispiel soll eine Matrix 4 × 3 erstellt werden, also vier Zeilen und drei Spalten.

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Abbildung 16.9   Reservierung des Speichers für die Zeile (erste Dimension)

Nachdem Sie den Speicher für die einzelnen Zeilen reserviert haben, können Sie als Nächstes Speicher für die einzelnen Spalten reservieren.

   for(i = 0; i < zeile; i++) {
      matrix[i] = (int *)malloc(spalte * sizeof(int));
         if(NULL == matrix[i]) {
            printf("Kein Speicher mehr fuer Zeile %d\n",i);
            return EXIT_FAILURE;
         }
   }

Somit ergibt sich im Speicher dann folgendes finale Bild:

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Abbildung 16.10   Nach der Reservierung des Speichers für die Spalte

Sicherlich erinnern Sie sich noch an die Demonstration des gleichwertigen Zugriffs auf ein Speicherobjekt mithilfe eines Zeigers und eines Arrays in Kapitel 14, Zeiger (Pointer). Auch bei den Zeigern auf Zeiger und den zweidimensionalen Arrays gibt es einige äquivalente Fälle. Hierzu eine Tabelle: