从头学习C语言之二维数组

让我来详细讲解一下从头学习C语言之二维数组的完整攻略。

什么是二维数组？

在开始讲解二维数组之前，我们先来回顾一下什么是一维数组。一维数组是相同类型元素的集合，元素在内存中是连续分配的。类似于一排柜子，每个柜子可以存放一个元素。而二维数组，就是由一系列的一维数组组成的。我们可以将二维数组看作是一个由行和列组成的表格，其中每个元素都有一个对应的行和列。在内存中，二维数组的元素是按行排列的。类似于一个存放物品的仓库，每个仓位可以存放一个元素，而这些仓位按照“行”和“列”排列。

声明和初始化二维数组

C语言中，声明和初始化一个二维数组的方式如下：

data_type array_name[row_size][column_size];

其中，data_type表示数组中元素的类型，array_name表示数组的名字，row_size是二维数组中行的数量，column_size是二维数组中列的数量。

例如，声明一个3行4列的整型数组，可以写成：

int arr[3][4];

二维数组的初始化可以分为两种方式，静态初始化和动态初始化。静态初始化是指在定义数组时直接给出数组中的元素值。动态初始化是指在定义数组时不给出元素值，而是在程序运行时通过代码为数组元素赋值。

静态初始化

int arr[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};

以上代码定义了一个3行4列的整型数组，并将其初始化为一个3行4列的矩阵，元素的值分别是1到12。

动态初始化

int arr[3][4];
for(int i = 0; i < 3; i++){
    for(int j = 0; j < 4; j++){
        arr[i][j] = i * 4 + j + 1;
    }
}

以上代码定义了一个3行4列的整型数组，并通过循环为其赋值，元素的值分别是1到12。

二维数组的遍历

对于二维数组，我们通常需要使用嵌套循环来遍历它。其中外层循环控制行数，内层循环控制列数。

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");
}

以上代码遍历输出了一个3行4列的整型数组。

二维数组作为函数参数

在C语言中，将二维数组作为函数参数进行传递有两种方式：指向二维数组的指针和二维数组。使用指针作为函数参数更常见，因为指针允许数组大小动态改变。

指向二维数组的指针

void print_arr(int (*arr)[4], int row_size){
    for(int i = 0; i < row_size; 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_arr(arr, 3);
    return 0;
}

以上代码将一个二维数组作为函数参数进行传递，并打印出了数组的所有元素。

二维数组

void print_arr(int arr[][4], int row_size){
    for(int i = 0; i < row_size; 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_arr(arr, 3);
    return 0;
}

以上代码也将一个二维数组作为函数参数进行传递，并打印出了数组的所有元素。需要注意的是，在这种方式下只能省略第一维的大小，其他维度的大小不能省略。

示例说明

示例一

假设有一个5行6列的矩阵，其每个元素都是由用户输入得到的数值，现在我们需要对这个矩阵进行求和操作。

#include <stdio.h>

int main(){
    int arr[5][6];
    int sum = 0;

    printf("请输入一个5行6列的矩阵：\n");
    for(int i = 0; i < 5; i++){
        for(int j = 0; j < 6; j++){
            scanf("%d", &arr[i][j]);
        }
    }

    for(int i = 0; i < 5; i++){
        for(int j = 0; j < 6; j++){
            sum += arr[i][j];
        }
    }

    printf("矩阵元素的和为：%d\n", sum);

    return 0;
}

以上代码通过两层嵌套的循环遍历每个元素并求和，最后输出结果。

示例二

假设有一个3行3列的矩阵，现在我们要将其中的每个元素都增加1。

#include <stdio.h>

int main(){
    int arr[3][3] = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    };

    for(int i = 0; i < 3; i++){
        for(int j = 0; j < 3; j++){
            arr[i][j] += 1;
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

以上代码通过两层嵌套的循环遍历每个元素并增加1，最后输出结果。需要注意的是，由于本示例只是为了演示数组的修改操作，因此并没有使用用户输入来实现矩阵的初始化。在实际开发中，我们需要根据具体需求使用适当的方式为数组进行初始化。