C语言多维数组数据结构的实现详解

多维数组的定义

多维数组是由若干行和若干列构成的数据类型，它由多个一维数组组成。在C语言中，多维数组的定义和一维数组十分相似，只是在数组定义中增加了方括号以表示维数。

下面是一个二维数组的定义：

int arr[3][4];

上述代码定义了一个3行4列的二维数组，标识符为arr，它包含12个元素。其中arr[0][0]到arr[0][3]为第一行的元素，依此类推。

多维数组的初始化

多维数组的初始化同样也可以使用类似一维数组的方式来进行。

以下是一个二维数组的初始化示例：

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

上述代码定义了一个2行3列的二维数组，以初始化列表的方式将数组的所有元素初始化。其中，第一行的元素为1、2、3，第二行的元素为4、5、6。

多维数组的访问

访问多维数组时，需要指定行和列的下标。语法如下：

arr[i][j]

上述代码访问了第i行第j列的元素。

下面是一个完整的使用示例，用于输出一个3行4列的二维数组中所有元素的值：

#include <stdio.h>
int main() {
    int arr[3][4] = {
        {1, 2, 3, 4},
        {5, 6, 7, 8},
        {9, 10, 11, 12}
    };
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 4; j++) {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

输出结果：

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

多维数组作为函数参数

多维数组可以作为函数的参数传递，被传递的数组会自动转换成指向数组首元素的指针。

以下是一个使用函数输出二维数组的所有元素的值的示例：

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

void print_array(int arr[][4], int rows) {
    for (int i = 0; i < rows; i++) {
        for (int j = 0; j < 4; j++) {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

int main() {
    int arr[3][4] = {
        {1, 2, 3, 4},
        {5, 6, 7, 8},
        {9, 10, 11, 12}
    };
    print_array(arr, 3);
    return 0;
}

输出结果：

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

总之，多维数组在C语言中是一种非常常见的数据结构，同时也是一种十分重要的工具。使用多维数组可以简化大量的代码编写工作，提高代码的可读性和可维护性。