Question

我正在尝试使用100,000列和100,000行布尔类型（bool矩阵[100000] [100000]）在C中定义矩阵，我是怎么做到的？

Answer 1

此处需要动态分配。所以你需要100000 * 100000 = 100亿比特。好多啊。

10,000,000,000位== 1,250,000,000字节== 1.164千兆字节。

所以有点超过一个千兆字节..这不是不可能，但你必须要小心。最好的方法是将它分配到一个数组中，如下所示：

uint8_t *matrix = malloc(1250000000);
if (matrix == NULL) // This will very likely fail, so be sure to handle it..
     return ENOMEM;

您现在只有一个数组。要访问元素[i][j]，您需要i*10000+j。但是，由于我们已经分配了uint8_t数组，因此您需要提取所需的位。

要做到这一点，你可以有访问器宏，如下所示：

// You probably want to add matrix as a param for these macros
#define index(i, j)   (i*10000+j)
#define elem(i,j)   (matrix[index(i,j)/8])
#define get(i, j)   (elem(i,j) & (1 << index(i,j)%8))
#define set(i,j,v)  (v ? elem(i,j) |= (1 << index(i,j)%8) : elem(i,j) &= ~(1 << index(i,j)%8))

set(5000, 5000, TRUE);
if (get(5000, 5000))
   doStuff();

Answer 2

在技术说明中，定义与声明完全不同。我认为您要求类型同义词。

typedef bool matrix[100000][100000];

类型matrix现在被定义为bool[100000][100000]的类型同义词。

matrix *m = malloc(sizeof *m);

m被声明为matrix的指针，并初始化为适当的malloc调用的返回值。

static matrix s;

根据评论中的建议，

s被声明为具有静态存储持续时间的matrix。

这实在是非常低效。如果您不打算使用所有这些元素，也许您可以尝试使用某种有序的地图。我写了一个你可以使用的，称为PATRICIA trie，你可以找到here。如果你做计划使用所有这些元素，那么你可以通过使用 all 来节省大量内存（以及缓存未命中形式的时间）数组中的位，而不是通常的1/8或更差，浪费是填充的形式。这需要一些稍微复杂的逻辑。

#include <limits.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef unsigned char matrix[100000][100000 / CHAR_BIT + (100000 % CHAR_BIT > 0)];

int matrix_get(matrix *m, size_t x, size_t y) {
    return ((*m)[x][y / CHAR_BIT] >> (y % CHAR_BIT)) & 1;
}

void matrix_set(matrix *m, size_t x, size_t y, int value) {
    (*m)[x][y / CHAR_BIT] &= ~(1U    << (y % CHAR_BIT));
    (*m)[x][y / CHAR_BIT] |=   value << (y % CHAR_BIT) ;
}

int main(void) {
    matrix *m = malloc(sizeof *m);
    memset(m, 0, sizeof *m);
    matrix_set(m, 0x1337, 0xC0DE, 1);
    printf("%d\n", matrix_get(m, 0x1337, 0xC0DE));
}

Answer 3

如果您愿意进行一些掩蔽，可以分配int matrix[100000][1000000/(sizeof(int)*CHAR_BIT)+1]个字。你的程序会慢一点，但你会分配1/8的内存量。请参见BarBackgroundColor进行位屏蔽。

如果内存大小对于堆栈或堆来说太大，您可能会考虑How do you set, clear, and toggle a single bit?。

如何在C中制作一个巨大的矩阵

3 个答案: