C++两种矩阵内存分配差异及寻址原理疑问

先明确两种矩阵创建方式：

• 静态矩阵：int matrix[rows][columns];，在栈（或全局存储区）一次性分配一块连续的rows * columns大小的内存，整体是连续的二维数组。
• 动态矩阵（指针数组方式）：

int** matrix = new int*[rows];
for(int i = 0; i < rows; i++)
    matrix[i] = new int[columns];

这种方式是先创建一个存储指针的数组，再为每个指针单独申请一行的内存。

1. 为何动态矩阵行间内存不连续？ #

因为new操作是向堆内存发起独立的分配请求。第一次new int*[rows]是申请能存rows个指针的连续内存；之后循环里的每一次new int[columns]都是单独向堆申请一块能存columns个int的内存块。堆内存的分配是基于当前空闲内存块的情况，每次分配的块位置由内存管理器决定，没有机制保证这些独立申请的内存块会彼此相邻，所以行与行之间的内存自然不连续。

而静态矩阵是一次性申请整块内存，内存管理器直接分配一段连续的空间，所以整个矩阵的内存是连续的。

2. 若动态矩阵元素内存不连续，C++如何通过[i][j]正确遍历矩阵？ #

int** matrix本质是指针的指针：

• matrix[i]等价于*(matrix + i)，表示取指针数组中第i个元素，这个元素是一个指向int数组的指针，也就是第i行的首地址。
• matrix[i][j]等价于*(matrix[i] + j)，是从第i行的首地址往后偏移j个int的位置，然后取值。

这里的关键是，每一行内部的内存是连续的（因为new int[columns]分配的是连续块），而matrix[i]已经准确指向了该行的首地址。不管行与行之间是否连续，只要matrix[i]是有效的行指针，就能正确定位到该行的第j个元素，和其他行的内存位置无关。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ricardo Roel