什么是多维数组？如何声明和使用多维数组？

在C语言中，多维数组是指具有多个维度（或称为行和列）的数组，形成了类似于表格或矩阵的数据结构。它允许以行和列的方式组织和访问数据。下面是关于多维数组的详细说明：

1. 声明多维数组： 在C语言中，声明多维数组需要指定每个维度的大小，并使用多个方括号表示维度。

   示例代码：

2. // 声明一个二维整数数组，包含3行和4列
   int matrix[3][4];
   
   // 声明一个三维字符数组，包含2个平面，每个平面有3行和2列
   char cube[2][3][2];
   

3. 注意：

   • 多维数组的每个维度大小必须是正整数。
   • 可以有任意多个维度，但在声明数组时必须指定每个维度的大小。

4. 初始化多维数组： 可以在声明多维数组的同时对其进行初始化，或者在声明后逐个为数组元素赋值。

   示例代码：

5. // 声明并初始化二维整数数组
   int matrix[3][3] = {
       {1, 2, 3},
       {4, 5, 6},
       {7, 8, 9}
   };
   
   // 声明并初始化三维字符数组
   char cube[2][2][2] = {
       {
           {'A', 'B'},
           {'C', 'D'}
       },
       {
           {'E', 'F'},
           {'G', 'H'}
       }
   };
   

6. 注意：

   • 多维数组的初始化可以按照维度层级依次指定初始化值。
   • 如果初始化值的数量少于数组的元素个数，剩余的元素会被自动初始化为0。

7. 访问多维数组元素： 多维数组的元素可以通过多个索引（每个维度一个索引）来访问。

   示例代码：

8. int matrix[3][3] = {
       {1, 2, 3},
       {4, 5, 6},
       {7, 8, 9}
   };
   
   // 访问数组元素
   int element = matrix[1][2];  // 第二行第三列的元素，值为6
   
   // 修改数组元素的值
   matrix[0][1] = 10;  // 第一行第二列的元素的值变为10
   

9. 注意：

   • 多维数组的每个维度的索引范围从0开始，最大值为维度大小减1。
   • 数组元素的访问方式类似于表格的行列索引。

10. 多维数组的遍历： 可以使用嵌套的循环结构来遍历多维数组的所有元素。

    示例代码：

    int matrix[3][3] = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    };
    
    // 使用双重循环遍历二维数组
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            printf("%d ", matrix[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    

11. 在上述示例中，外层循环控制行索引，内层循环控制列索引，通过嵌套循环遍历了整个二维数组。可以根据多维数组的维度数量添加相应的循环。

12. 多维数组的内存布局： 在内存中，多维数组的元素是按行优先顺序存储的。也就是说，连续的内存空间存储了数组的第一行，然后是第二行，以此类推。

    示例代码：

13. int matrix[3][3] = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    };
    
    // 输出数组元素的内存地址
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        for (int j = 0; j < 3; j++) {
            printf("%p ", &matrix[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    

14. 在上述示例中，通过打印每个元素的内存地址，可以观察到数组元素的布局。

15. 多维数组的传递： 在函数中传递多维数组时，通常需要指定数组的维度。这可以通过将维度大小作为参数传递给函数，或者将数组声明为指针类型并传递指针。

    示例代码：

16. // 函数声明，接受一个3x3的二维整数数组作为参数
    void processMatrix(int matrix[][3], int rows);
    
    // 函数定义，处理二维数组
    void processMatrix(int matrix[][3], int rows) {
        // 处理逻辑
    }
    
    int main() {
        int matrix[3][3] = {
            {1, 2, 3},
            {4, 5, 6},
            {7, 8, 9}
        };
    
        // 调用函数，传递二维数组
        processMatrix(matrix, 3);
    
        return 0;
    }
    

    在上述示例中，函数processMatrix接受一个3x3的二维整数数组作为参数，并在

    函数中对数组进行处理。在函数声明中，可以使用空的方括号 `[]` 表示数组的维度。在函数定义和调用时，需要传递数组名以及数组的行数作为参数。

    总结起来，多维数组在C语言中是一种方便的数据结构，用于组织和访问多个维度的数据。通过指定每个维度的大小来声明多维数组，可以使用多个索引来访问和修改数组元素。通过嵌套循环可以遍历多维数组中的所有元素，同时多维数组的内存布局也是按行优先的顺序。在函数中传递多维数组时，需要指定数组的维度大小，并将数组名作为参数传递给函数。通过熟练使用多维数组，可以更有效地处理和操作复杂的数据集合。