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C 语言中的二维数组
原文：https://overiq.com/c-programming-101/two-dimensional-array-in-c/
最后更新于 2020 年 7 月 27 日
二维阵列
二维数组的语法声明和一维数组没有太大区别。在二维数组中，要声明和访问二维数组的元素，我们使用 2 个下标而不是 1 个下标。
语法: datatype array_name[ROW][COL];
二维数组中的元素总数为ROW*COL。举个例子吧。
int arr[2][3];
这个数组可以存储2*3=6元素。您可以将这个二维数组可视化为 2 行 3 列的矩阵。
上述数组的单个元素可以通过使用两个下标而不是一个下标来访问。第一个下标表示行号，第二个下标表示列号。如上图所示，行和列都是从0开始索引的。所以这个数组的第一个元素在arr[0][0]，最后一个元素在arr[1][2]。以下是访问所有其他元素的方法:
arr[0][0] -指第一元素
arr[0][1] -指第二元素
arr[0][2] -指第三元素
arr[1][0] -指第四元素
arr[1][1] -指第五元素
arr[1][2] -指第六元素
如果试图访问有效ROW和COL之外的元素，C 编译器将不会显示任何类型的错误消息，而是打印一个垃圾值。处理界限是程序员的责任。
arr[1][3] -将打印一个垃圾值，因为COL的最后一个有效索引是2
arr[2][3] -将打印一个垃圾值，因为ROW和COL的最后一个有效索引分别是1和2
就像一维数组一样，我们也只能用常量和符号常量来指定二维数组的大小。
#define ROW 2
#define COL 3
int i = 4, j = 6;
int arr[ROW][COL]; // OK
int new_arr[i][j]; // ERROR
处理二维数组的元素
为了处理二维数组的元素，我们使用两个嵌套循环。外部 for 循环遍历所有行，内部 for 循环遍历所有列。以下程序将清除所有内容。
#include<stdio.h>
#define ROW 3
#define COL 4
int main()
{
int arr[ROW][COL], i, j;
for(i = 0; i < ROW; i++)
{
for(j = 0; j < COL; j++)
{
printf("Enter arr[%d][%d]: ", i, j);
scanf("%d", &arr[i][j]);
}
}
printf("\nEntered 2-D array is: \n\n");
for(i = 0; i < ROW; i++)
{
for(j = 0; j < COL; j++)
{
printf("%3d ", arr[i][j] );
}
printf("\n");
}
// signal to operating system everything works fine
return 0;
}
预期输出:
Enter arr[0][0]: 11
Enter arr[0][1]: 35
Enter arr[0][2]: 73
Enter arr[0][3]: 831
Enter arr[1][0]: 3
Enter arr[1][1]: 40
Enter arr[1][2]: 31
Enter arr[1][3]: 93
Enter arr[2][0]: 35
Enter arr[2][1]: 10
Enter arr[2][2]: 52
Enter arr[2][3]: 81
Entered 2-D array is:
11 35 73 831
3 40 31 93
35 10 52 81
工作原理:
在之前的节目中没有什么值得解释的新内容。我们只是使用两个嵌套的 for 循环。第一个嵌套的 for 循环接受用户的输入。第二个 for 循环像矩阵一样打印二维数组的元素。
初始化二维数组
二维数组的初始化类似于一维数组。例如:
int temp[2][3] = {
{ 1, 2, 3 }, // row 0
{11, 22, 33} // row 1
};
初始化后，每个元素如下:
temp[0][0] : 1
temp[0][1] : 2
temp[0][2] : 3
temp[1][0] : 11
temp[1][1] : 22
temp[1][2] : 33
考虑另一个初始化。
int my_arr[4][3] = {
{10},
{77, 92},
{33, 89, 44},
{12, 11}
};
my_arr的大小是4*3=12，但是在初始化的时候，我们只指定了8元素的值。在这种情况下，剩余的元素将被赋予0的值。
各个要素如下:
my_arr[0][0] : 10
my_arr[0][1] : 0
my_arr[0][2] : 0
my_arr[1][0] : 77
my_arr[1][1] : 92
my_arr[1][2] : 0
my_arr[2][0] : 33
my_arr[2][1] : 89
my_arr[2][2] : 44
my_arr[3][0] : 12
my_arr[3][1] : 11
my_arr[4][2] : 0
在二维数组中，指定第一维是可选的，但第二维必须始终存在。只有当您同时声明和初始化数组时，这才有效。例如:
int two_d[][3] = {
{13,23,34},
{15,27,35}
};
与...相同
int two_d[2][3] = {
{13, 23, 34},
{15, 27, 35}
};
如前所述，您可以将二维数组可视化为矩阵。下面的程序演示了两个矩阵的加法。
#include<stdio.h>
#define ROW 2
#define COL 3
int main()
{
int mat1[ROW][COL], mat2[ROW][COL], mat3[ROW][COL];
int i, j;
printf("Enter first matrix: \n\n");
for(i = 0; i < ROW; i++)
{
for(j = 0; j < COL; j++)
{
printf("Enter a[%d][%d]: ", i, j);
scanf("%d", &mat1[i][j]);
}
}
printf("\nEnter Second matrix: \n\n");
for(i = 0; i < ROW; i++)
{
for(j = 0; j < COL; j++)
{
printf("Enter a[%d][%d]: ", i, j);
scanf("%d", &mat2[i][j]);
}
}
// add mat1 and mat2
for(i = 0; i < ROW; i++)
{
for(j = 0; j < COL; j++)
{
mat3[i][j] = mat1[i][j] + mat2[i][j] ;
}
}
printf("\nResultant array: \n\n");
// print resultant array
for(i = 0; i < ROW; i++)
{
for(j = 0; j < COL; j++)
{
printf("%5d ", mat3[i][j]);
}
printf("\n");
}
// signal to operating system program ran fine
return 0;
}
预期输出:
Enter first matrix:
Enter a[0][0]: 12
Enter a[0][1]: 32
Enter a[0][2]: 13
Enter a[1][0]: 35
Enter a[1][1]: 54
Enter a[1][2]: 35
Enter Second matrix:
Enter a[0][0]: 57
Enter a[0][1]: 64
Enter a[0][2]: 58
Enter a[1][0]: 72
Enter a[1][1]: 84
Enter a[1][2]: 29
Resultant array:
mat1 + mat2 =
69 96 71
107 138 64
工作原理:
只有当两个矩阵具有相同的维数时，它们才能相加或相减。换句话说，一个大小为2*3的矩阵可以和另一个 2*3 的矩阵相加，但是不能和2*4或3*2的矩阵相加或相减。得到的数组将是一个与原始数组相同维数的矩阵。前两个 for 循环要求用户输入两个矩阵。第三个 for 循环在新数组mat3中添加了mat1和mat2的相应元素。第四个为循环打印数组的元素mat3。
二维以上的数组
你甚至可以创建一个 3 维或更多维的数组，但一般来说，你永远不需要这样做。因此，我们将仅限于三维阵列。
下面是如何声明一个三维数组。
int arr[2][3][2];
三维数组使用三个索引或下标。这个数组可以存储2*3*2=12元素。
下面是如何初始化一个三维数组。
int three_d[2][3][4] = {
{
{12,34,56,12},
{57,44,62,14},
{64,36,91,16},
},
{
{87,11,42,82},
{93,44,12,99},
{96,34,33,26},
}
};
你可以把这个数组想象成 2 个二维数组，每个二维数组都有3行和4列；
以下是数组的各个元素:
第一排
three_d[0][0][0] : 12
three_d[0][0][1] : 34
three_d[0][0][2] : 56
three_d[0][0][3] : 12
three_d[0][1][0] : 57
three_d[0][1][1] : 44
three_d[0][1][2] : 62
three_d[0][1][3] : 14
three_d[0][2][0] : 64
three_d[0][2][1] : 36
three_d[0][2][2] : 91
three_d[0][2][3] : 16
第二排
three_d[1][0][0] : 87
three_d[1][0][1] : 11
three_d[1][0][2] : 42
three_d[1][0][3] : 82
three_d[1][1][0] : 93
three_d[1][1][1] : 44
three_d[1][1][2] : 12
three_d[1][1][3] : 99
three_d[1][2][0] : 96
three_d[1][2][1] : 34
three_d[1][2][2] : 33
three_d[1][2][3] : 26
将多维数组传递给函数
您可以像一维数组一样将多维数组传递给函数，但是您需要指定除第一个维度之外的所有其他维度的大小。例如:
如果需要将arr[2][3]传递给一个名为func_1()的函数，那么需要这样声明func_1():
void func_1(int my_arr[2][3]) // OK
{
//...
}
或者像这样:
void func_1(int my_arr[][3]) // OK
{
//...
}
宣布正式论点如下是无效的:
void func_1(int my_arr[][]) // error
{
//...
}
类似地，要传递三维数组，您需要声明如下函数:
int arr[2][3][4];
void func_1(int my_arr[][3][4])
{
//...
}