使用new初始化的空3D double数组打印随机值，是否存在错误？

问题描述 #

这是我的第一篇帖子，若论坛操作有不当之处请告知。以下是我的代码：

double (*test_2d)[3][3] = new double[3][3][3];

for(int a = 0; a < 3; a++)
{
    for(int b = 0; b < 3; b++)
    {
        std::cout<<*(test_2d+0)[a][b]<<std::endl; //dereference to get 2d array from pointer
    };
};

for(int a = 0; a < 3; a++)
{
    for(int b = 0; b < 3; b++)
    {
        std::cout<<*(test_2d+1)[a][b]<<std::endl; //dereference to get 2d array from pointer+1
    };
};

for(int a = 0; a < 3; a++)
{
    for(int b = 0; b < 3; b++)
    {
        std::cout<<*(test_2d+2)[a][b]<<std::endl; //dereference to get 2d array from pointer+2
    };
};

打印时部分值极大，如截图所示。我的核心问题：使用new初始化(double)多维数组时，值是否应默认设为nan或0.00？截图是否说明我数组索引错误？
此问题源于我正在开发的模板递归项目，为简化问题编写了上述代码，想了解new对内存值的定义规则及是否存在索引错误。

解答 #

1. new初始化多维数组的默认值规则 #

• 默认的new（不带括号或大括号的初始化语法）分配**基本类型（如double、int）**的数组时，不会初始化内存。分配的内存区域会保留之前遗留的垃圾数据，这些值是随机的，可能是极大数、极小数或其他无意义的值，既不是0.0也不是NaN。
• 如果需要将数组元素初始化为默认值（对于double就是0.0），需要使用值初始化语法：

  // 两种写法都可以，效果一致
  double (*test_2d)[3][3] = new double[3][3][3]();
  // 或者
  double (*test_2d)[3][3] = new double[3][3][3]{};
  

2. 代码中的索引错误问题 #

你代码里的元素访问方式存在运算符优先级导致的错误：
[]的优先级高于*和+，所以*(test_2d + n)[a][b]的实际执行顺序是：

1. 先计算(test_2d + n)[a]，等价于*(test_2d + n + a)，这已经超出了原本分配的3个二维数组的范围（当n+a >=3时）
2. 再取[b]得到一个一维数组指针，最后解引用*获取元素
   这种越界访问会读取到内存中的垃圾数据，就是你看到的极大值。

正确的访问方式：
先解引用test_2d + n得到对应的二维数组，再用下标访问元素：

// 访问第n个3x3数组的[a][b]元素
std::cout << (*(test_2d + n))[a][b] << std::endl;

或者更简洁的数组式访问（因为test_2d本身可以当作指向二维数组的数组指针，test_2d[n]就是第n个二维数组）：

std::cout << test_2d[n][a][b] << std::endl;

用这种方式就不会出现越界问题，读取的都是你分配的内存区域内的数据。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hung Tran