C语言学习笔记五（二维数组）

原创于 2025-06-11 22:45:42 发布 · 1.1k 阅读

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一、二维数组的基本概念

定义：二维数组是数组的数组，可以看作是由行和列组成的表格
特点：
- 所有元素具有相同的数据类型
- 在内存中按行优先顺序连续存储
- 通过两个下标（行索引和列索引）访问元素，都从0开始

强调：定义数组时必须指定数据类型，不允许auto关键字（C新特性）由初始值的列表推新类型。

二、二维数组的声明和初始化

1. 数组声明

数据类型 数组名[行数][列数];

示例：

int matrix[3][4];      // 3行4列的整型二维数组
float grid[5][5];      // 5行5列的浮点型二维数组
char board[8][8];      // 8行8列的字符型二维数组

2. 数组初始化

(1) 完全初始化（按行）：

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

(2) 线性初始化（编译器自动填充）：

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

(3) 部分初始化（未初始化的元素自动设为0）：

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

(4) 不指定行数初始化（编译器自动计算行数）：

int matrix[][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};  // 自动确定为3行

(5) C99新增的指定初始化方式：

int matrix[3][3] = {
    [0][0] = 1, [1][1] = 5, [2][2] = 9
};

强调：一些编译器支持数组赋值，即编译器扩展，但是好避免使用非标准特性，应为可能导致在其它原编译器无法工作。

三、二维数组元素的访问

通过行列下标访问：

int matrix[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
int x = matrix[0][1];  // 访问第1行第2列元素，x=2
matrix[1][2] = 10;     // 修改第2行第3列元素为10

2.下标范围：
- 行下标：0到(行数-1)
- 列下标：0到(列数-1)
- 越界访问是未定义行为

四、二维数组在内存中的存储

行优先存储：C语言中二维数组按行顺序连续存储
- 例如int a[2][3]在内存中的顺序是：a[0][0], a[0][1], a[0][2], a[1][0], a[1][1], a[1][2]

计算数组大小：

int matrix[3][4];
size_t total_size = sizeof(matrix);             // 整个数组的字节大小
size_t row_size = sizeof(matrix[0]);            // 一行的字节大小
size_t element_size = sizeof(matrix[0][0]);     // 单个元素的字节大小
int rows = sizeof(matrix) / sizeof(matrix[0]);  // 行数
int cols = sizeof(matrix[0]) / sizeof(matrix[0][0]); // 列数

五、二维数组与指针的关系

二维数组名是指向第一行的指针
二维数组可以看作是一维数组的数组

指针表示法：

int matrix[3][4];
int (*ptr)[4] = matrix;  // 指向包含4个int的数组的指针

使用指针访问元素：

printf("%d", *(*(matrix + 1) + 2));  // 等价于matrix[1][2]

六、二维数组作为函数参数

传递方式：

// 方式1：明确指定列数
void func(int arr[][4], int rows);

// 方式2：使用指针形式
void func(int (*arr)[4], int rows);

调用示例：

int matrix[3][4] = {...};
func(matrix, 3);

重要限制：必须指定列数（除第一维外其他维必须指定）

七、常见二维数组操作

1. 遍历二维数组

int matrix[3][4] = {...};
for(int i = 0; i < 3; i++) {
    for(int j = 0; j < 4; j++) {
        printf("%d ", matrix[i][j]);
    }
    printf("\n");
}

2. 矩阵转置

void transpose(int src[][3], int dest[][3], int size) {
    for(int i = 0; i < size; i++) {
        for(int j = 0; j < size; j++) {
            dest[j][i] = src[i][j];
        }
    }
}

3. 矩阵乘法

void matrixMultiply(int a[][N], int b[][M], int result[][M], int rows) {
    for(int i = 0; i < rows; i++) {
        for(int j = 0; j < M; j++) {
            result[i][j] = 0;
            for(int k = 0; k < N; k++) {
                result[i][j] += a[i][k] * b[k][j];
            }
        }
    }
}

4. 查找最大元素及其位置

void findMax(int arr[][4], int rows, int *max, int *row, int *col) {
    *max = arr[0][0];
    *row = 0;
    *col = 0;
    for(int i = 0; i < rows; i++) {
        for(int j = 0; j < 4; j++) {
            if(arr[i][j] > *max) {
                *max = arr[i][j];
                *row = i;
                *col = j;
            }
        }
    }
}