Question

我想创建一个大小为10 ⁶×10 ⁶元素的二维整数数组。为此，我正在使用boost库：

boost::multi_array<int, 2> x(boost::extents[1000000][1000000]);

但它引发了以下异常：

在抛出'std :: bad_alloc'实例后终止调用 what（）：std :: bad_alloc

请告诉我如何解决问题。

Answer 1

你真的不想分配一个巨大的数组。它的内存大约是4TB。

根据您对该阵列的处理方式，您应该考虑两个选项：

外部数据结构。阵列将写在硬盘上。最近访问的部分也在RAM中，因此根据您访问它的方式，它可以非常快，但当然永远不会像在RAM中完全一样快。查看STXXL的外部数据结构。

此方法的优点是可以访问数组中的所有元素（与您将看到的第二种方法相反）。然而，问题仍然存在：即使在硬盘驱动器上，4TB也非常大，至少如果你在谈论一般的桌面应用程序。
稀疏数据结构。如果您实际上只需要该数组中的一些项目，但是您想要在10⁶⁶10⁶大小的空间内处理这些项目，请不要使用一个数组，但像地图或两者的组合：在“块”中分配数组，比方说1024 x 1024元素。将这些块放入映射中，同时引用块索引（坐标除以1024）作为映射中的键。

此方法的优点是您不必链接到另一个库，因为它可以由您自己轻松编写。但是，它的缺点是，如果访问分布在整个坐标空间10⁶⁶10⁶或甚至需要所有值的元素，它也会使用大约4TB（甚至更多）的内存。它只适用于您实际只能访问这个巨大的“虚拟”阵列的智能部分。

以下（未经测试的）C ++代码应该证明这一点：
```
class Sparse2DArray
{
    struct Coord {
        int x, y;
        Coord(int x, int y) : x(x), y(y) {}
        bool operator<(const Coord &o) const { return x < o.x || (x == o.x && y < o,y); }  // required for std::map
    };

    static const int BLOCKSIZE = 1024;

    std::map<Coord, std::array<std::array<int,BLOCKSIZE>,BLOCKSIZE> blocks;

    static Coord block(Coord c) {
        return coord(c.x / BLOCKSIZE, c.y / BLOCKSIZE);
    }
    static Coord blockSubCoord(Coord c) {
        return coord(c.x % BLOCKSIZE, c.y % BLOCKSIZE);
    }

public:
    int & operator[](int x, int y) {
        Coord c(x, y);
        Coord b = block(c);
        Coord s = blockSubCoord(c);
        return blocks[b][s.x][s.y];
    }
};
```
您可以使用std::map（哈希映射）代替std::unordered_map，但必须为operator<类型定义哈希函数而不是Coord（或使用std::pair代替。）

Answer 2

当您以这种方式创建数组时，它将在堆栈上创建，并且堆栈的大小有限。因此，您的程序将崩溃，因为它没有足够的空间来分配那么大的数组。

有两种方法可以解决这个问题，你可以使用new关键字在heap上创建数组但是你必须删除它后面的内容，否则你会有内存泄漏，同时要小心，因为堆具有更大的内存大小，然后堆栈仍然是有限的。

另一种方法是让你在std::vector内使用std::vector并让它为你处理内存。

Answer 3

您打算创建一个10 ⁶×10 ⁶矩阵？如果你试图创建一个稀疏矩阵（即10个sup <6>有限元的传热问题的扩散矩阵），那么你应该看看使用现有的线性代数库。例如，trilinos项目支持解决大型稀疏矩阵，例如您可能尝试创建的稀疏矩阵。

创建大型的2d数组int arr [1000000] [1000000]

3 个答案: