多次元配列の new

質問

多次元配列を new すると、どのような型のサイズの領域の配列が確保されるんでしょうか？たとえば、
　int (*a)[2] = new int[3][2];
とすると、
　1. 長さ２のintの配列へのポインタ型の長さ３の配列の領域が確保される
のか、
　2. int[3][2] すなわち、int が 6 つ分の領域が確保される
のか。 今まで、「そりゃあ 2 の方だろう」と信じ込んであまり考えずにいたんですが、「コードの型形式からすると 1 の方の解釈でもいいよなぁ」と、ふと思ったものですから、質問させていただきました。

わたしの環境で調べてみると（配列用のハウスキーピング的な余分の領域とか、パディングなどは無視して）、確かに 1 の方なんですか、これで標準準拠なんでしょうかね？^^;

XP Home Edition Ver.2002 SP2
cygwin v.1.0.2-1
GNU g++ v.4.1.1
＝＝＝＝＝
#include <iostream>
#include <new>
#include <cstdlib>

struct A
{
char a;
void *operator new(std::size_t s) {
void *p = std::malloc(s);
std::cout << "A::new(): " << p << '\t' << s << '\n';
return p;
}
void operator delete(void *p, std::size_t s) {
std::cout << "A::delete(): " << p << '\t' << s << '\n';
if (p) std::free(p);
}
void *operator new[](std::size_t s) {
void *p = std::malloc(s);
std::cout << "A::new[](): " << p << '\t' << s << '\n';
return p;
}
void operator delete[](void *p, std::size_t s) {
std::cout << "A::delete[](): " << p << '\t' << s << '\n';
if (p) std::free(p);
}
};

int main()
{
std::cout << sizeof(char) << '\t' << sizeof(A) << '\t' << sizeof(A(*)[8]) << '\n';
A *a = new A;
std::cout << a << '\n';
A *aa = new A[8];
std::cout << aa << '\n';
A (*aaa)[8] = new A[8][8];
std::cout << aaa << '\n';
A (*aaaa)[8][8] = new A[8][8][8];
std::cout << aaaa << '\n';

delete[] aaaa;
delete[] aaa;
delete[] aa;
delete a;
}
＝＝＝＝＝
% ./a.exe
1 1 4
A::new(): 0x870668 1
0x870668
A::new[](): 0x870678 12
0x87067c
A::new[](): 0x870688 68
0x87068c
A::new[](): 0x8706d0 516
0x8706d4
A::delete[](): 0x8706d0 516
A::delete[](): 0x870688 68
A::delete[](): 0x870678 12
A::delete(): 0x870668 1

回答No.2

Werner

> ポインタ(int[2]の先頭をさす）が3個取られるというのを表現したかったものですから^^
new int[3][2];
で確保されるのは、
　「int型を要素に持つ長さ2の配列」3つ分＝int6つ分
の領域で、ポインタのための領域は確保されないです。
(たしか、確保されるのは連続領域のはず)

# これで答えになってるかな？

質問者さんが考えた1の解釈ってこんな感じでしょうか？
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ja/3/3e/2D_array.png

> 多次元配列の new　２
ややこしいのはtypedef使うにこしたことはないですね。
一生懸命typedefなしで考えても、後々そのコード読めなくなりそうだし（笑）

お礼

そうですそうです。代入先の型だと、ドープベクタみたいでもいいのかな、と思いまして^^　で、配列の先頭を指すポインタの配列の領域だけが確保される、みたいな。。

ちなみに、Werner さんの環境では、クラス専用の delete[] オペレータのサイズ引数のサポートはなされていないみたいですね（みんな、1 になってる^^)。

ありがとうございます。環境によって、サイズ引数のサポートがなされないこともある、ということも学べましたし^^

補足

Java なんかだと、ドープベクタのようなので、
　int a[][] = new int[n][];
　for (int i = 0; i < n; ++i) a[i] = new int[n];
なんてことができますけどね^^

回答No.1

Werner

質問の答えはよく分かりませんが、
読んでいてちょっと気になったところがあったので。

> 　1. 長さ２のintの配列へのポインタ型の長さ３の配列の領域が確保される
これは、
　「int型を要素に持つ長さ2の配列」を要素に持つ長さ3の配列 の領域
ではないでしょうか。

冒頭のコードを分けて書くとこんな感じになりますし。
　typedef int T[2];
　int (*a)[2] = new T[3];

サイズだけならどちらの解釈でも良さそうな気もしますが、
型を考慮するなら1の解釈の方が正確かな？とは思います。

# ついでに、私の環境での結果
Microsoft Visual Studio 2005
Microsoft(R) 32-bit C/C++ Optimizing Compiler Version 14.00.50727.762 for 80x86
＝＝＝＝
1 1 4
A::new(): 00372E30 1
00372E30
A::new[](): 00372E40 8
00372E40
A::new[](): 00372E50 64
00372E50
A::new[](): 00372E98 512
00372E98
A::delete[](): 00372E98 1
A::delete[](): 00372E50 1
A::delete[](): 00372E40 1
A::delete(): 00372E30 1

お礼

回答ありがとうございます。

すみません。わたしの日本語がおかしかったですかね^^;

「「int型を要素に持つ長さ2の配列」を要素に持つ長さ3の配列 の領域」だと、結局、連続しているかどうかは別として、int の領域が 6 個取られることになるので、そうじゃなくて、ポインタ(int[2]の先頭をさす）が3個取られるというのを表現したかったものですから^^ ポインタも int も 4 バイトとして、1 の解釈なら12バイト、2 の解釈なら 24 バイトの領域を確保するだろうという意味です^^;

Werner さんが試してくださった結果をみても、やはり　2 の解釈が標準の規約に沿っているのでしょうね。

補足

同じ Werner さんなので、＜多次元配列の new　２＞のほうの補足ですが^^;　わたしが型を書き間違えていたというのは、以下の意味です。

typeinfo で書き出してみると
　char ((*p)[8])[5];
　char (*q[8])[5];
　std::cout << typeid(char((*)[8])[5]).name() << '\n';
　std::cout << typeid(char(*[8])[5]).name() << '\n';
　std::cout << typeid(p).name() << '\n';
　std::cout << typeid(q).name() << '\n';
↓
PA8_A5_c
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