C语言课程.5二维数组

1. 二维数组

前面学习的数组被称为一维数组，数组的元素都是内置类型的，如果把一维数组作为另一个数组的元素，就构成了二维数组，以二维数组为元素的数组则称为三维数组，二维数组以上的数组统称为多维数组。

1.1 二维数组的创建和初始化

定义：

type arr_name[常量值1][常量值2]；

例如，下面这条语句创建了一个 3 行 4 列的整型二维数组：

intarr[3][4];

它表示数组共有 3 行，每行有 4 个元素，总共有 12 个元素。

1.1.1 完全初始化

inta[3][5]={{1,2,3,4,5},{6,7,8,9,10},{11,12,13,14,15}};

1.1.2 不完全初始化

inta[3][5]={{1,2}};

1.1.3 按照行初始化

intarr4[3][5]={{1,2},{3,4},{5,6}};

重点：
初始化时省略行，但是不能省略列

1.2 二维数组的使用

二维数组的元素通过「行下标 + 列下标」来访问，下标同样从 0 开始。

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

在实际开发中，二维数组最常配合双重循环来遍历。下面是一个完整的示例，它创建一个 3 行 4 列的数组，逐行逐列赋值并打印：

intmain(){intarr[3][4];inti,j;// 逐行逐列赋值for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<4;j++){arr[i][j]=i*4+j+1;}}// 逐行逐列打印for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<4;j++){printf("%4d ",arr[i][j]);}printf("\n");// 每打印完一行换行}return0;}

运行结果如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

这就是二维数组的输入和输出

外层循环控制行号，内层循环控制列号，这种「外层行、内层列」的遍历顺序是二维数组最常用的访问方式。

1.3 二维数组的内存中的存储

虽然二维数组在逻辑上呈现为「行和列」的二维结构，但在内存中，它实际上是连续存储的。C 语言采用「行优先」的存储方式，即先依次存放第一行的所有元素，再存放第二行的所有元素，以此类推。

以int arr[3][4]为例，它在内存中的排列顺序为：

#include<stdio.h>intmain(){intarr[3][5]={0};inti=0;intj=0;for(i=0;i<3;i++){for(j=0;j<5;j++){printf("&arr[%d][%d] = %p\n",i,j,&arr[i][j]);}}return0;}

打印结果如图：
由图来看，同一行内的相邻元素地址连续，地址之间相差 4 个字节，跨行位置处的两个元素（如：arr[0][4] 和 arr[1][0]）之间也相差 4 个字节，所以二维数组中的每个元素都是连续存放的——这是非常关键的。

2.变长数组

变长数组（Variable Length Array，VLA）是 C99 标准引入的一个特性，它允许在定义数组时使用变量来指定数组的长度，而不是像传统数组那样必须使用编译期常量。

但是在 VS 上目前还不能使用，需要切换到 Clang 编译器才能使用。

下面我们在 Clang 下写一段代码。在运行时根据用户输入的行数和列数创建二维数组：

#include<stdio.h>intmain(){introws,cols;printf("请输入行数和列数：");scanf("%d %d",&rows,&cols);intmatrix[rows][cols];// 变长二维数组// 使用双重循环填充并打印for(inti=0;i<rows;i++){for(intj=0;j<cols;j++){matrix[i][j]=i*cols+j;printf("%4d ",matrix[i][j]);}printf("\n");}return0;}

变长数组的长度是在程序运行时才确定的，因此它不能像普通数组那样在定义时进行初始化，也不能是全局变量或静态变量。