2. 多维数组
多维数组是二维以及二维以上的数组，其中最常用的是二维数组。需要注意的是多维数组的元素存储顺序。以及元素的访问方式等。
当出现多维数组时，若再采用指针、或者指针和下标结合的方式去访问数组元素，将是稍微有点难度的问题。
2.1 存储顺序
在C语言中，多维数组的元素存储顺序按照最右边的下标率先变化的原则，称为行主序。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define ROW 3 #define COL 8 int main() { int matrix[ROW][COL]; int *p = &matrix[0][0]; for (int i = 0; i < ROW; i++) { for (int j = 0; j < COL; j++) { matrix[i][j] = i * ROW + j; } } //打印输出 printf("第一个值是%d \n", *p); printf("第二个值是%d \n", *++p); printf("第三个值是%d \n", *++p); system("pause"); return 0; }
打印输出：
从上面的例子可以看出，当指针增长的时候，指向的是数组按照最右侧率先变化的顺序的元素。而当一行扫描结束的时候，会自动指向下一行，继续访问。
2.2 数组名
一维数组名的值是一个指针常量，指向一个元素，而多维数组第一维的元素是另一个数组。例如下面的声明：
int matrix[3][10];
可以看作是一个一维数组，包含了3个元素，每个元素是包含10个整形元素的数组。
或者可以看本文后续的章节，慢慢体会就自然会明白。
2.3 下标
如果要标识一个多维数组的某个元素，必须按照与数组声明时相同的顺序为每一维都提供一个下标，而且都单独位于一对方括号内。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define ROW 8 #define COL 3 int main() { int matrix[ROW][COL]; for (int i = 0; i < ROW; i++) { for (int j = 0; j < COL; j++) { matrix[i][j] = i * COL + j; } } //打印输出 printf("第一个值是：%d \n", **matrix); printf("第二个值是：%d \n", *(*(matrix + 1))); printf("第三个值是：%d \n", *(*(matrix) + 2)); printf("第四个值是：%d \n", *(*(matrix + 1) + 2)); system("pause"); return 0; }
上面这个例子可能稍微有点难，按照指针移动的方向，仔细琢磨琢磨就可以想清楚。
2.4 指向数组的指针
指向多维（二维）数组的指针，应当如何定义呢？
int matrix[ROW][COL] = {{0,1,2},{3,4,5}}; int(*p)[COL] = matrix;
我们定义了一个指针p，指向了一个拥有COL个元素的数组。当把p与一个整数值相加时，该整数值首先根据整形值的长度进行调整，然后再执行加法。参考下面的例子。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define ROW 2 #define COL 3 int main() { //定义二维数组 int matrix[ROW][COL] = {{0,1,2},{3,4,5}}; //定义指向数组的指针 int(*p)[COL] = matrix; //打印输出 printf("(*(*p))的值为：%d \n",(*(*p))); printf("(*(*p + 1))的值为：%d \n", *(*(p + 1))); printf("(*(*p) + 1的值为：%d \n", (*(*p) + 1)); printf("(*(*p + 1) + 1)的值为：%d \n", *(*(p + 1) + 1)); system("pause"); return 0; }
打印输出：
可以看到，直接利用p指针执行间接访问，肯定访问到的是第0行的第0个元素((*(*p)))。而在对p直接进行加1操作的时候，移动的是一个一维数组，然后再间接访问，所以得到的是数组第1行的第0个元素，也就是*(*(p + 1))这样的表达式；但如果间接访问一次之后在加1，则首先访问到的是二维数组的第0行，再加1自然就是第0行第一个元素，也就是上述(*(*p) + 1)表达式；最后一个表达式(*(*(p + 1) + 1))自然不言而喻了。
2.5 作为函数参数的多维数组
多维（二维）数组作为函数参数的时候，函数声明也与一维数组有所不同。有两种声明方式：
方式1：
void func1(int(*mat)[5])
方式2：
void func2(int mat[][5])
这两种声明方式，在效果上是等同的，两种都可以。从以下的程序中就可以证明这一点：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define ROW 3 #define COL 5 //声明方式1 void func1(int(*mat)[5]) { int add = 1; printf("在函数func1中\n"); for (int i = 0; i < ROW; i++) { for (int j = 0; j < COL; j++) { mat[i][j] += 10; printf("数组的第%d个元素是：%d\n", add, mat[i][j]); add++; } } } //声明方式2 void func2(int mat[][5]) { int add = 1; printf("在函数func2中\n"); for (int i = 0; i < ROW; i++) { for (int j = 0; j < COL; j++) { mat[i][j] += 10; printf("数组的第%d个元素是：%d\n", add, mat[i][j]); add++; } } } int main() { //定义二维数组 int matrix1[ROW][COL]; int matrix2[ROW][COL]; //定义累加变量 int add = 1; //数组初始化 for (int i = 0; i < ROW; i++) { for (int j = 0; j < COL; j++) { matrix1[i][j] = i * COL + j; matrix2[i][j] = i * COL + j; printf("数组1的第%d个元素是：%d \t", add, matrix1[i][j]); printf("数组2的第%d个元素是：%d \n", add, matrix1[i][j]); add++; } } printf("-----------------"); //函数调用 func1(matrix1); printf("-----------------"); func2(matrix2); system("pause"); return 0; }
打印输出：
上述例子，定义了2个3*5的二维数组，进行相同的初始化，然后分别传到两个函数进行处理，这两个函数仅仅是形参的声明方式不一样。两个函数对原来数组的每个元素进行加10处理，得到了相同的结果。
所以，这两种声明方式在效果上是等同的。
2.6 初始化
多维（二维）数组的初始化有两种常见的形式。
- 一种是直接给每个元素赋储值
- 一种是用花括号隔开每个维度，并赋值
两种方式都是正确的，只是第二种有方式有两个好处：
- 利于阅读
- 方便初始化，每个子初始列表都可以省略尾部的几个值（不完整的初始化列表）。
参考下面的程序：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define ROW 2 #define COL 3 int main() { //初始化形式1 int matrix1[ROW][COL] = {0,1,2,3,4,5}; //初始化形式2 int matrix2[ROW][COL] = { {0,1,2},{3,4,5}}; int add = 1; //打印输出 for (int i = 0; i < ROW; i++) { for (int j = 0; j < COL; j++) { printf("matrix1的第%d个值为%d \t", add, matrix1[i][j]); printf("matrix2的第%d个值为%d \n", add, matrix2[i][j]); add++; } } system("pause"); return 0; }
打印输出：
从上面的例子可以看出，这两种形式，从实现效果上来说，是一致的。
2.7 数组长度自动计算
在多维数组中，只有第1维才能根据初始化列表缺省地提供。剩下的几个维必须显式地写出，这样编译器就能推断出每个子数组维数的长度。例如：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define ROW 3 #define COL 5 int main() { int matrix3[][5] = { {0,1,2},{3,4,5},{6,7,8}}; int add = 1; //打印输出 for (int i = 0; i < ROW; i++) { for (int j = 0; j < COL; j++) { printf("matrix1的第%d个值为%d \t", add, matrix3[i][j]); add++; } printf("\n"); } system("pause"); return 0; }
打印输出：
所以此时即使不写第1个维度的值，编译器在运行的时候，也可以根据初始化的值，以及花括号自动推断出来该维度的值。
3. 指针数组
指针数组很好理解，就是一个数组中的元素是指针，至于该指针指向什么样的数据，是由用户自己定义的。
比如下面这个例子，用指针数组存储了指向字符串（更严谨地说是字符数组）的指针。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define ROW 3 #define COL 5 char const *keyword[] = {"do","for"}; int main() { int add = 1; //打印输出 char const desired_word[] = "do"; char const **p; for (p = keyword; p < keyword + 2; p++) { if (strcmp(desired_word, *p) == 0) { printf("YES"); system("pause"); return 0; } } printf("NO"); system("pause"); return 0; }
打印输出如下：
上述的例子中，用数组存储了若干个字符数组的指针数组。然后实现了多个字符串的匹配功能。
或者用二维数组也可以实现，但是需要提前知道最长字符串的大小。
4. 总结
数组与指针的关系，不可能一两句话说清楚，需要在具体开发中慢慢体会，理解。
数组的元素可以通过下标和指针两种方式进行访问，而指针往往更加高效。
指针数组在开发中也会比较常用，而数组元素也不仅仅只会指向字符串（字符数组），也有可能指向结构体变量等数据类型。
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