[C++知识库] 数组 [3]｜二维数组（C语言）

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[C++知识库]数组 [3]｜二维数组（C语言）

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什么是二维数组？

E.g. int array[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}}

示例数组是一个初始化的二维数组。定义一个二维数组和一个普通的一维数组类似，同样包含三要素： 数据类型， 数组名，数组大小。大部分人会说两者的区别在于第三要素 —— 数组大小方面多了一个方括号“[]”，使得二维数组能自由的定义行数与列数的数量多少。但在笔者看来，矩阵（Matrix）—— 这一数学概念可以完美的阐述两者的区别：

一维数组(int array[]) —— $A_{1 \times n}$
二维数组(int array[][]) —— $A_{m \times n}$

二维数组和一维数组的表述形式虽然不同，但两个数组在计算机内存里的存储方式是一致的，即 所有数据都是按顺序存储在连续的内存空间内。这一点可自行探究。

二维数组的使用有诸多细节，这里博主再补充一点：参数传递。运用二维数组进行函数传递参数时 行数可以不用填写，但列数必须填写。

演示代码：print_array_double.c

/* print_array_double.c */
#include <stdio.h>

void printArrayDouble(int array[][3])
{
        int i, j;
        for(i = 0; i < 2; i++){
                for(j = 0; j < 3; j++){
                        printf("%d ", array[i][j]);
                }
                putchar('\n');
        }
}

int main()
{
        int array[2][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}};
        printArrayDouble(array);
        return 0;
}

点击此处，阅读笔者关于“一维数组”的博文。

二维数组的取值技巧总结

演示代码：value_array_double.c

/* value_array_double.c */
#include <stdio.h>

int main()
{
        int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6},};
        int i,j;

        printf("a[2][3]: \n");
        for(i = 0; i < 2; i++){
                for(j = 0; j < 3; j++){
                        printf("%d ", a[i][j]);
                }
                putchar('\n');
        }
        putchar('\n');

        printf("a[0][0]     : %d\n", a[0][0]);
        printf("*(*(a+0))   : %d\n", *(*(a+0)));
        printf("**a         : %d\n", **a);
        printf("p of a[0][0]: %p\n", a);
        printf("a[1][1]     : %d\n", a[1][1]);
        printf("*(a[1]+1)   : %d\n", *(a[1]+1));
        printf("*(*(a+1)+1)): %d\n", *(*(a+1)+1));
        printf("p of a[1][2]: %p\n", *(a+2));
        printf("a[1][0]     : %d\n", a[1][0]);
        printf("a[0]+1      : %d\n", *(*(a+1)));
        printf("p of a[1][0]: %p\n", a+1);
        return 0;
}

运行结果：

a[0][0]     : 1
*(*(a+0))   : 1
**a         : 1
p of a[0][0]: 0x7ffcbd065d40
a[1][1]     : 5
*(a[1]+1)   : 5
*(*(a+1)+1)): 5
p of a[1][2]: 0x7ffcbd065d58
a[1][0]     : 4
a[0]+1      : 4
p of a[1][0]: 0x7ffcbd065d4c

二维数组取值形式与含义总结：

表现形式	含义
a	二维数组名，指向一维数组a[0]，即第零行1首地址。
a[0] ， $\ast$ (a+0)， $\ast$ a	第零行第零列元素首地址。
a[0][0]， $\ast$ ( $\ast$ (a+0))， $\ast\ast$ a	第零行第零列元素的数值。
a+1，&a[1]	第一行首地址。
a[1]， $\ast$ (a+1)	第一行第零列元素a[1][0]元素的地址。
a[1]+2， $\ast$ (a+1)+2，&a[1][2]	第一行第二列元素a[1][2]的地址。
$\ast$ (a[1]+2)， $\ast$ ( $\ast$ (a+1)+2，a[1][2]	第一行第二列元素a[1][2]的值。

$\ast$ 注意：二维数组元素的取值方式相比一维数组虽然略有繁琐，但以数学形式理解无非都是存储数据的矩阵而已。配合以上代码理解将事半功倍。

二维数组的遍历

｜运用指针遍历二维数组

指针遍历的代码：double_array_pointer.c

/* double_array.c */
#include <stdio.h>

int main()
{
        int array[2][3] = {{1,2,3},{4，5，6}};
        int i, j;
        int *p = NULL;
        p = &array[0][0];

        for(i = 0; i < 3; i++){
                for(j = 0; j < 3; j++){
                        printf("%d ", *p++);
                }
                putchar('\n');
        }
        return 0;
}

｜数组指针遍历二维数组

演示代码：arrayDouble_arrayPointer.c

/* arrayDouble_arrayPointer.c */
#include <stdio.h>

int main()
{
	int i,j;
	int array[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
	int (*p)[3] = NULL;
	p = array;

	printf("for循环遍历：\n");
	for(i = 0; i < 2; i++){
		for(j = 0; j < 3; j++){
			printf("%d ", array[i][j]);
		}
		putchar('\n');
	}
	
	putchar('\n');	
	
	printf("数组指针遍历：\n");
	for(i = 0; i < 2; i++){
		for(j = 0; j < 3; j++){
			//printf("%d ", p[i][j]);
			printf("%d ", *(*(p+i)+j));
		}
		putchar('\n');
	}
	return 0;
}

$\ast$ 注：对于优先级混乱的读者，只需牢牢记住三个字符的优先级为 () > [] > $\ast$ ，从大到小逐次递减。

引申 —— 函数指针数组

演示代码：fun_pointer_array.c

/* fun_poniter_array.c 2022.6.18 17:52 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int getMax(int data1, int data2)
{
        return data1 > data2 ? data1:data2;
}

int getMin(int data1, int data2)
{
        return data1 < data2 ? data1:data2;
}

int getSum(int data1, int data2)
{
        return data1 + data2;
}

int main()
{
        int a = 10, b = 20;
        int ret;

        int (*pfunc[3])(int /*data1*/, int /*data2*/) = {getMax, getMin, getSum};

        for(int i=0; i<3; i++){
                ret = (*pfunc[i])(a, b);
                printf("ret = %d\n", ret);
        }
        return 0;
}