2D масив

Двовимірний (2D) масив - це масив одновимірних (1D) масивів. Розміри 1D-масиву рівні. Двовимірний масив також називають матрицею з рядками та стовпцями.

Давайте подивимось на наступний приклад:

Ці 3D-масиви можна представити у вигляді 2D-масиву наступним чином:

Побачимо ще один приклад:

Ці 3D-масиви не можуть бути представлені як 2D-масиви, оскільки розміри масивів різні.

Декларація 2D-масиву

тип даних ім'я масиву[РЯДОК] [COL]

Тип даних - тип даних елементів масиву.
Array-name - це ім'я масиву.
Два індекси представляють кількість рядків і стовпців масиву. Загальна кількість елементів масиву буде ROW * COL.

int a [2] [3];

Використовуючи наведений вище код С, ми можемо оголосити ціле число масив, a розміру 2 * 3 (2 рядки та 3 колонки).

char b [3] [2];

Використовуючи наведений вище код С, ми можемо оголосити a характер масив, b розміру 2 * 3 (3 рядки та 2 колонки).

Ініціалізація 2D-масиву

Ми можемо ініціалізувати під час оголошення наступними способами:

int a [3] [2] = 1,2,3,4,5,6;
int a [] [2] = 1,2,3,4,5,6;
int a [3] [2] = 1, 2, 3, 4, 5, 6;
int a [] [2] = 1, 2, 3, 4, 5, 6;

Зверніть увагу, що в 2 та 4 ми не згадували 1^вул нижній індекс. Компілятор C автоматично обчислює кількість рядків з кількості елементів. Але 2^й індекс повинен бути вказаний. Наступні ініціалізації недійсні:

int a [3] [] = 1,2,3,4,5,6;
int a [] [] = 1,2,3,4,5,6;

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

// Приклад1.c
#включати
#define ROW 3
#define COL 2
int main ()

int i, j;
int a [РЯД] [COL] =
1,2,
3,4,
5,6
;
printf ("Елементи масиву a такі: \ n");
для (i = 0; i
printf ("Рядок% d:", i);
для (j = 0; j
printf ("% d", a [i] [j]);

printf ("\ n");

printf ("\ n \ n Елементи масиву a такі: \ n");
для (i = 0; i
printf ("Стовпець% d:", i);
для (j = 0; j
printf ("% d", a [j] [i]);

printf ("\ n");

повернути 0;

У прикладі1.c, ми оголосили цілочисельний масив розміром 3 * 2 та ініціалізували. Для доступу до елементів масиву ми використовуємо два for for.

Для доступу по рядках зовнішній цикл призначений для рядків, а внутрішній цикл - для стовпців.

Для доступу по стовпцях зовнішній цикл призначений для стовпців, а внутрішній цикл - для рядків.

Зверніть увагу, що коли ми оголошуємо 2D-масив, ми використовуємо [2] [3], що означає 2 рядки та 3 стовпці. Індексація масиву починається з 0. Щоб отримати доступ до 2^й ряд і 3^рд стовпець, ми повинні використовувати позначення a [1] [2].

Зіставлення пам'яті 2D-масиву

Логічний вигляд масиву a [3] [2] може бути таким:

Пам'ять комп'ютера - це одновимірна послідовність байтів. Мовою C, 2D-масив зберігається в пам'яті в ряд-мажорний порядок. Деякі інші мови програмування (наприклад,.g., FORTRAN), він зберігається в колонка-мажорний порядок в пам'яті.

Арифметика покажчика 2D-масиву

Щоб зрозуміти арифметику покажчика 2D-масиву, спочатку подивіться на 1D-масив.

Розглянемо одновимірний масив:

В 1D масиві, a є константою, а її значенням є адреса 0^го розташування масиву a [5]. Значення a + 1 - це адреса 1^вул розташування масиву a [5]. a + i - адреса i^го розташування масиву.

Якщо ми збільшуємо a на 1 він збільшується на розмір типу даних.

a [1] еквівалентно * (a + 1)

a [2] еквівалентно * (a + 2)

a [i] еквівалентно * (a + i)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

// Приклад2.c
#включати
#define ROW 3
#define COL 2
int main ()

int a [5] = 10,20,30,40,50;
printf ("sizeof (int):% ld \ n \ n", sizeof (int));
printf ("a:% p \ n", a);
printf ("a + 1:% p \ n", a + 1);
printf ("a + 2:% p \ n \ n", a + 2);
printf ("a [1]:% d, * (a + 1):% d \ n", a [1], * (a + 1));
printf ("a [2]:% d, * (a + 2):% d \ n", a [1], * (a + 1));
printf ("a [3]:% d, * (a + 3):% d \ n", a [1], * (a + 1));
повернути 0;

У прикладі2.c, адреса пам'яті відображається шістнадцятковою цифрою. Різниця між a та a + 1 дорівнює 4, що є розміром цілого числа в байтах.

Тепер розглянемо 2D-масив:

b є покажчиком типу: int [] [4] або int (*) [4]

int [] [4] це рядок з 4 цілих чисел. Якщо збільшити b на 1, він збільшується на розмір рядка.

b - адреса 0^го рядок.

b + 1 - адреса 1^вул рядок.

b + i - адреса i^го рядок.

Розмір рядка: (Кількість стовпців * sizeof (тип даних)) байт

Розмір рядка цілочисельного масиву b [3] [4] становить: 4 * sizeof (int) = 4 * 4 = 16 байт

Рядок 2D-масиву можна розглядати як 1D-масив. b - адреса 0^го рядок. Отже, ми отримуємо наступне

* b + 1 - адреса 1^вул елемент 0^го
* b + j - адреса j^го елемент 0^го
* (b + i) - адреса 0^го елемент i^го
* (b + i) + j - адреса j^го елемент i^го
b [0] [0] еквівалентно ** b
b [0] [1] еквівалентно * (* b + 1)
b [1] [0] еквівалентно * (* (b + 1))
b [1] [1] еквівалентно * (* (b + 1) +1)
b [i] [j] еквівалентно * (* (b + i) + j)

Адреса b [i] [j]: b + sizeof (тип даних) * (Номер стовпця * i + j)

Розглянемо 2D-масив: int b [3] [4]

Адреса b [2] [1]: : b + розмір (int) * (4 * 2 + 1)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

// Приклад3.c
#включати
#define ROW 3
#define COL 4
int main ()

int i, j;
int b [РЯД] [COL] =
10,20,30,40,
50,60,70,80,
90,100,110,120
;
printf ("sizeof (int):% ld \ n", sizeof (int));
printf ("Розмір рядка:% ld \ n", COL * sizeof (int));
printf ("b:% p \ n", b);
printf ("b + 1:% p \ n", b + 1);
printf ("b + 2:% p \ n", b + 2);
printf ("* b:% p \ n", * b);
printf ("* b + 1:% p \ n", * b + 1);
printf ("* b + 2:% p \ n", * b + 2);
printf ("b [0] [0]:% d ** b:% d \ n", b [0] [0], ** b);
printf ("b [0] [1]:% d * (* b + 1):% d \ n", b [0] [1], * (* b + 1));
printf ("b [0] [2]:% d * (* b + 2):% d \ n", b [0] [2], * (* b + 2));
printf ("b [1] [0]:% d * (* (b + 1)):% d \ n", b [1] [0], * (* (b + 1)));
printf ("b [1] [1]:% d * (* (b + 1) +1):% d \ n", b [1] [1], * (* (b + 1) +1) );
повернути 0;

У прикладі 3.c, ми побачили, що розмір рядка дорівнює 16 в десяткових записах. Різниця між b + 1 і b дорівнює 10 у шістнадцятковій. 10 у шістнадцятковій системі еквівалентно 16 у десятковій.

Висновок

Отже, у цій статті ми дізналися про

Декларація 2D-масиву
Ініціалізація 2D-масиву
Картування пам'яті 2D-масиву
Арифметика покажчика 2D-масиву

Тепер ми можемо використовувати 2D-масив у нашій програмі на C. без будь-яких сумнівів,

Список літератури

Похвала для деяких ідей у цій роботі була натхненна курсом, Покажчики та 2-D масиви, Палашем Дей Департаментом комп'ютерних наук та Engg. Індійський технологічний інститут Харагпур