一維陣列使用陣列名稱與一個索引值來指定存取陣列元素,二維陣列使用陣列名稱與兩個索引值來指定存取陣列元素,宣告方式與一維陣列類似:
int maze[5][10];
上面這個宣告會配置 5 * 10 = 50 個整數的記憶體空間給陣列來使用,二維陣列使用兩個索引值來指定存取陣列,這兩個索引值都是由 0 開始,下面這個程式簡單的示範二維陣列的存取:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
constexpr int ROWS = 5;
constexpr int COLUMNS = 10;
int maze[ROWS][COLUMNS];
for(int row = 0; row < ROWS; row++) {
for(int i = 0; i < COLUMNS; i++) {
maze[row][i] = (row + 1) * (i+ 1);
}
}
for(int row = 0; row < ROWS; row++) {
for(int i = 0; i < COLUMNS; i++) {
cout << maze[row][i] << "\t";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
執行結果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
上面這個程式宣告了 5 列(Row)、10 行(Column)的陣列,第一個 []
是用來指定存取哪一列,第二個 []
是用來指定存取哪一行。
可以在宣告二維陣列的同時指定二維陣列的值,例如:
int maze[2][3] = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6}
};
從上面這個程式來看,可以清楚地看出 maze[2][3]
中 2 與 3 的意義,maze[2]
表示 maze
有兩個元素,各是 {1, 2, 3}
與 {4, 5, 6}
,也就是說,這兩個元素是一維陣列,而長度是 3。
若清楚二維陣列的記憶體配置方式,會理解到 {}
其實是可以不用的,例如:
int maze[2][3] = {
1, 2, 3,
4, 5, 6
};
何謂二維陣列於記憶體中的配置方式?其實二維陣列存取時的行與列,只是為了便於理解陣列元素索引,索引值真正的意義,還是〈一維陣列〉中談到的,是指相對於陣列第一個元素的位移量,例如,在一維陣列中的陣列配置與索引意義如下圖所示(若 int
長度為 4 個位元組):
對 int
陣列來說,每次位移量是 4 個位元組,指定存取 maze[4]
,相當於指定存取相對於 maze[0]
四個位移量的記憶體空間。
二維陣列在記憶體中也是線性配置,例如:
在上面的例子中,二維陣列將得到的記憶體分為兩個區塊,宣告陣列 maze[2[4]
,表示 maze[0][0]
與 maze[1][0]
相對位移量為 4,存取 maze[1][3]
時,表示存取位置相對於 maze[1][0]
位移3個單位。
若宣告 maze[3][5]
的話,記憶體位置的指定是如何呢?在這個陣列中 5 的意義是 maze[0][0]
、maze[1][0]
與 maze[2][0]
間都是 5 個位移量,如下圖所示:
瞭解二維陣列在記憶體中的配置關係後,就可以知道,上圖可以看成是三個一維陣列在記憶體中連續配置,嚴格來說,C++ 沒有二維陣列這種東西,二維或多維陣列的概念,是以陣列的陣列(arrays of arrays)來實現。
在 C++ 11 新增了 for range 語法,可以使用這個語法來驗證所謂的二維陣列,就是具有兩個一維陣列作為元素的陣列:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int maze[2][3] = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6}
};
for(auto row : maze) {
for(int i = 0; i < 3; i++) {
cout << row[i] << "\t";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
row
的型態實際上是 int*
,這是指標型態,之後會談到;那麼可不可以用兩個 for range 來執行相同的任務呢?這需要知道參考(reference)是什麼,之後也會談到,就結論而言,可以如下:
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int maze[2][3] = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6}
};
for(auto &row : maze) {
for(auto n : row) {
cout << n << "\t";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
更多維的陣列,就是依以上說明類推罷了,例如三維陣列:
int arr[2][4][6];