深入理解C语言中的多维数组——基于ronreiter/interactive-tutorials项目-优快云博客

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深入理解C语言中的多维数组——基于ronreiter/interactive-tutorials项目

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多维数组概述

在C语言中，多维数组是数组的扩展形式，它允许我们存储更复杂的数据结构。多维数组中最常见的是二维数组，它可以想象成一个表格或矩阵，有行和列两个维度。

多维数组声明

多维数组的基本声明语法如下：

type name[size1][size2]...[sizeN];

例如：

int threeDArray[3][4][5];  // 三维数组
char vowels[2][5];         // 二维字符数组

二维数组详解

二维数组是最简单的多维数组形式，可以看作是一维数组的数组。

声明方式

type arrayName[x][y];

其中：

type：数组元素的数据类型（int、char、float等）
x：行数
y：列数

初始化方法

二维数组有多种初始化方式：

完整初始化：

int matrix[2][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};

省略行数初始化：

int matrix[][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};

线性初始化：

int matrix[2][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

重要注意事项

可以省略第一维（行数）的大小，编译器会自动计算
但不能省略第二维（列数）的大小，编译器需要知道每行有多少元素
未初始化的元素会自动设置为0（对于全局数组）或随机值（对于局部数组）

访问数组元素

二维数组元素通过两个下标访问：

int value = array[row][col];

例如：

int matrix[2][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}};
printf("%d", matrix[1][2]); // 输出6

实际应用示例

让我们通过一个实际例子来理解二维数组的使用。假设我们需要计算五个学生在数学和物理两门课程上的平均分。

#include <stdio.h>

int main() {
    int grades[2][5]; // 2门课程，5个学生
    float average;
    int i, j;
    
    // 数学成绩
    grades[0][0] = 80; // 学生1
    grades[0][1] = 70; // 学生2
    grades[0][2] = 65; // 学生3
    grades[0][3] = 85; // 学生4
    grades[0][4] = 90; // 学生5
    
    // 物理成绩
    grades[1][0] = 85;
    grades[1][1] = 80;
    grades[1][2] = 80;
    grades[1][3] = 82;
    grades[1][4] = 87;
    
    // 计算每门课的平均分
    for (i = 0; i < 2; i++) {
        average = 0;
        for (j = 0; j < 5; j++) {
            average += grades[i][j];
        }
        average /= 5.0;
        printf("课程%d的平均分: %.2f\n", i, average);
    }
    
    return 0;
}

多维数组的内存布局

理解多维数组在内存中的存储方式很重要：

C语言中的多维数组实际上是按行优先顺序存储的
这意味着数组在内存中是连续的，先存储第一行的所有元素，然后是第二行，依此类推
例如int arr[2][3]在内存中的顺序是：arr[0][0], arr[0][1], arr[0][2], arr[1][0], arr[1][1], arr[1][2]