如何在C语言（C89标准）中动态创建二维数组

C99标准的C语言支持可变长度数组，可以用变量作为数组长度创建二维数组。那么，在C89标准的C语言中如何实现动态创建二维数组？

用一维数组代替二维数组

内存是线性（一维）的，不管数组是几维，最终在内存中都是线性存储的。二维数组的内存模型如图：

C语言通过计算与数组首地址的偏移字节数来定位到数组元素。例如在数组int array[M][N]中，访问元素array[i][j]时，计算地址的方式为：

单位字节数 = sizeof (int)
第二维每个元素的单位数 = 1
第一维每个元素的单位数 = 第二维每个元素的单位数 × 第二维的长度N
偏移单位数 = 第一维每个元素的单位数 × i + 第二维每个元素的单位数 × j
偏移字节数 = 单位字节数 × 偏移单位数
元素的地址 = 数组首地址 + 偏移字节数

由此想到，我们分配一维数组，然后自己计算偏移量（以sizeof (int)为单位），将二维数组下标转换为一维数组下标，就能正确访问到数组元素了。

int rows = 3, cols = 4;
int *array = malloc(sizeof (int) * rows * cols);
array[cols * i + j]; // 访问元素

缺点：不能用array[i][j]的语法访问数组元素，可读性较差。

规则的动态二维数组

1. 先动态分配一个指针数组（第一维数组）
2. 再为指针数组的每个指针分配元素数组（第二维数组）

int rows = 3, cols = 4;
int **array = malloc(sizeof (int *) * rows);
for (i = 0; i < rows; i++) {
    array[i] = malloc(sizeof (int) * cols);
}
array[i][j]; // 访问元素

内存模型如图：

可通过array[i][j]的语法访问数组元素，其本质是两级指针解引用，即等同于*(*(array + i) + j)。

用gcc -std=c89编译通过，运行结果正确。

Java语言的多维数组就是这种原理，即多级一维数组。

不规则的动态二维数组

如果分配第二维数组时，长度不固定，那么二维数组就不是规则的矩形，而是每行长度不同的不规则的形状。

int rows = 3;
int cols[] = {4, 2, 3};
int **array = malloc(sizeof (int *) * rows);
for (i = 0; i < rows; i++) {
    array[i] = malloc(sizeof (int) * cols[i]);
}
array[i][j]; // 访问元素

内存模型如图：

同样可以通过array[i][j]访问数组元素，只不过对于不同的i，j的合法范围不同。

这种模式可以用来存储三角矩阵。