《小菜狗 C 语言入门 + 进阶笔记》（30）二维数组进阶

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1、二维数组的下标

其实二维数组访问也是使用下标的形式的，二维数组是有行和列的，只要锁定了行和列就能唯⼀锁定数组中的⼀个元素。

二维数组的行是从 0 开始的，列也是从 0 开始的，如下所示：

int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7}; 

图中最右侧绿色的数字表示行号，第⼀行蓝色的数字表示列号，都是从 0 开始的。

比如：

第 0 行，第 2 列，a[0][2] = 3;

第 2 行，第 4 列，a[2][4] = 7;

第 2 行，第 0 列，a[2][0] = 3;

2、访问二维数组元素

二维数组中的元素是通过使用下标（即数组的行索引和列索引）来访问的。例如：

int val = a[2][3];

让我们来看看下面的程序，我们将使用嵌套循环来处理二维数组：

#include <stdio.h>
 
int main()
{
   /* 一个带有 5 行 2 列的数组 */
   int a[5][2] = { {0,0}, {1,2}, {2,4}, {3,6},{4,8}};int i, j;
   /* 输出数组中每个元素的值 */
   for ( i = 0; i < 5; i++ )
   {
      for ( j = 0; j < 2; j++ )
         printf("a[%d][%d] = %d\n", i,j, a[i][j] );}
   }
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a[0][0] = 0
a[0][1] = 0
a[1][0] = 1
a[1][1] = 2
a[2][0] = 2
a[2][1] = 4
a[3][0] = 3
a[3][1] = 6
a[4][0] = 4
a[4][1] = 8

3、二维数组的输入

举例：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[2][3] = {0};
    int i = 0;//遍历行
    //输入
    for(i=0; i<2; i++) //产⽣行号
    {
        int j = 0;
        for(j=0; j<3; j++) //产⽣列号
        {
            scanf("%d", &arr[i][j]); //输入数据
        }
    }
    //输出
    for(i=0; i<2; i++) //产⽣行号
    {
        int j = 0;
        for(j=0; j<3; j++) //产⽣列号
        {
            printf("%d ", arr[i][j]); //输出数据
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

输入和输出的结果：

1 1 1 2 2 2
1 1 1
2 2 2

扩展 1 – 二维数组存放字符串

二维数组存放字符串，读取时当一维数组使用。

举例：

#include<stdio.h>

int main()
{
  int i;
  char names[6][50] = {"马超", "关平", "赵云", "张飞", "关羽", "刘备"};
  for (i=0; i<6; i++) {
      printf("悍将名称：%s\n", names[i]);
  }
  return 0;
}

运行结果：

悍将名称：马超
悍将名称：关平
悍将名称：赵云
悍将名称：张飞
悍将名称：关羽
悍将名称：刘备

扩展 2 – 二维数组名的步长

二维数组在逻辑上是方阵，由行和列组成。

但是二维数组在物理上是线性的，按行来依次进行存放，内存是连续的。

举例：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int age[6][4];
    for (int i = 0; i < sizeof(age)/sizeof(age[0]) ; i++)
    {
        printf("age + %d address is %p\n",i, age + i);
    }
    for (int i = 0; i < sizeof(age) / sizeof(age[0]); i++)
    {
        for (int j = 0; j < sizeof(age[0]) / sizeof(int); j++)
        {
            printf("age[%d][0] + %d address is %p\n", i, j, &age[i][0]+j);
        }
    }
    return 0;
}

运行结果：

age + 0 address is 0x7fffd98b9400
age + 1 address is 0x7fffd98b9410
age + 2 address is 0x7fffd98b9420
age + 3 address is 0x7fffd98b9430
age + 4 address is 0x7fffd98b9440
age + 5 address is 0x7fffd98b9450
age[0][0] + 0 address is 0x7fffd98b9400
age[0][0] + 1 address is 0x7fffd98b9404
age[0][0] + 2 address is 0x7fffd98b9408
age[0][0] + 3 address is 0x7fffd98b940c
age[1][0] + 0 address is 0x7fffd98b9410
age[1][0] + 1 address is 0x7fffd98b9414
age[1][0] + 2 address is 0x7fffd98b9418
age[1][0] + 3 address is 0x7fffd98b941c
age[2][0] + 0 address is 0x7fffd98b9420
age[2][0] + 1 address is 0x7fffd98b9424
age[2][0] + 2 address is 0x7fffd98b9428
age[2][0] + 3 address is 0x7fffd98b942c
age[3][0] + 0 address is 0x7fffd98b9430
age[3][0] + 1 address is 0x7fffd98b9434
age[3][0] + 2 address is 0x7fffd98b9438
age[3][0] + 3 address is 0x7fffd98b943c
age[4][0] + 0 address is 0x7fffd98b9440
age[4][0] + 1 address is 0x7fffd98b9444
age[4][0] + 2 address is 0x7fffd98b9448
age[4][0] + 3 address is 0x7fffd98b944c
age[5][0] + 0 address is 0x7fffd98b9450
age[5][0] + 1 address is 0x7fffd98b9454
age[5][0] + 2 address is 0x7fffd98b9458
age[5][0] + 3 address is 0x7fffd98b945c

详细说明：

二维数组名的步长是一行的长度，比如一下例子中：

age + 1 address is 00EFFC04
age + 2 address is 00EFFC14

因为每一行有四个元素，每个 int 类型的元素占四个字节，一行有 16 个字节，所以数组名 age 加 1 后地址增加了 16 个字节说明数组名的步长位一行的长度。

具体到每一个元素加 1 的时候，地址增加的是一个元素所占字节的大小，因此元素的步长即为元素本身的大小，例如：

age[2][0] + 0 address is 00EFFC14
age[2][0] + 1 address is 00EFFC18

扩展 3 – 二维数组当作参数

将二维数组当作参数的时候：必须指明所有维数大小或者省略第一维的，但是不能省略第二维或者更高维的大小，这是由编译器原理限制的。

事实上，编译器是这样处理数组的：

设有数组 int a[m][n]，如果要访问 a[i][j]的值，编译器的寻址方式为：

&a[i][j] = &a[0][0] + i*sizeof(int)*n + j*sizeof(int); 
// 注意 n 为第二维的维数

因此，可以省略第一维的维数，不能省略其他维的维数。

在定义二维数组的时候对其进行初始化，也可以省略第一维，编译器会根据你的初始化语句自动决定第一维度。

举例：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

int main()
{
    char a[3][3];
    memset(a, 0, sizeof(a));
    printf("%lu\n", sizeof(a));
    for(int i=0; i<3; i++)
    {
        for(int j=0; j<10; j++)
            printf("%d ", a[i][j]);
    }

    return 0;
}

运行结果：

9
0 0 0 0 0 0 0 0 0 

扩展 4 – C99 标准的变长数组

• 在 C99 标准之前，C 语⾔在创建数组的时候，数组大小的指定只能使用常量、常量表达式。

比如我们学过的代码：

int arr1[10];
int arr2[3+5];

• C99 标准中存在变长数组，允许我们可以使用变量指定数组大小。

请看下⾯的代码：

int n = a+b;
int arr[n];

数组 arr 就是变长数组，因为它的长度取决于变量 n 的值，编译器没法事先确定，只有运行时才能知道 n 是多少。

变长数组的根本特征：

就是数组长度只有运行时才能确定，所以变长数组不能初始化。它的好处是不必在开发时，随意为数组指定⼀个估计的长度，程序可以在运行时为数组分配精确的长度。

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