C++基础语法详解：二维数组的全面解析

C++基础语法详解：二维数组的全面解析

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/overload100/article/details/145948517

二维数组是C++中非常重要的数据结构之一，它在游戏开发、图像处理、数据存储等领域都有广泛的应用。本文将从直观理解、核心操作、进阶应用、内存本质、工程实践、应用场景等多个维度，全面介绍二维数组的使用方法和技巧。

一、二维数组的直观理解

1.1 楼房模型比喻

假设酒店的一层连续房间是一维数组，那么整栋酒店楼房就是二维数组：

• 第一下标表示楼层（垂直维度）
• 第二下标表示房间号（水平维度）

// 声明3层楼，每层5个房间的int型酒店
int hotel[3][5]; 

1.2 内存布局特性

二维数组在内存中采用行优先存储：

楼层0：[0][0][0][1][0][2][0][3][0][4] // 第0层5个房间
楼层1：[1][0][1][1][1][2][1][3][1][4] // 第1层5个房间
楼层2：[2][0][2][1][2][2][2][3][2][4] // 第2层5个房间

二、核心操作详解

2.1 声明与初始化

合法声明方式：

// 方式1：显式声明两个维度
int classroom[4][6]; // 4排6列座位
// 方式2：初始化推断第一维度
int chessBoard[][3] = { 
 {1,2,3}, 
 {4,5,6} 
}; // 自动推断为[2][3]
// 方式3：全零初始化
int matrix[5][5] = {0}; // 创建5x5零矩阵

非法声明示例：

int errorArr[][] = {{1,2}, {3,4}}; // 错误！必须指定列数

2.2 元素访问规范

// 正确访问示例
hotel[1][3] = 1001; // 第二层第四间房入住1001号
cout << hotel[0][2]; // 查看第一层第三间房
// 危险越界访问
cout << hotel[3][0]; // 楼层越界（只有0-2层）
cout << hotel[1][5]; // 房间号越界（每层0-4号）

三、进阶应用技巧

3.1 遍历二维数组

// 经典嵌套循环遍历
int scores[3][4] = {
 {85, 90, 78, 92},
 {76, 88, 95, 81},
 {90, 82, 89, 93}
};
for(int floor=0; floor<3; ++floor) {
 for(int room=0; room<4; ++room) {
 cout << scores[floor][room] << "\t";
 }
 cout << endl;
}

3.2 矩阵转置实现

const int N = 3;
int matrix[N][N] = {{1,2,3}, {4,5,6}, {7,8,9}};
// 转置算法
for(int i=0; i<N; ++i) {
 for(int j=i+1; j<N; ++j) {
 swap(matrix[i][j], matrix[j][i]);
 }
}

四、内存本质揭秘

4.1 地址计算原理

二维数组元素arr[i][j]的地址计算：

地址 = 首地址 + (i * 列数 + j) * sizeof(元素类型)

4.2 与一维数组的关联

// 将二维数组视作连续内存访问
int arr2D[2][3] = {1,2,3,4,5,6};
int* arr1D = &arr2D[0][0]; 
// 通过一维指针访问
cout << arr1D[2*3 + 1]; // 等价于arr2D[2][1]

五、工程实践建议

5.1 参数传递规范

// 正确传递二维数组参数
void printMatrix(int mat[][5], int rows) {
 for(int i=0; i<rows; ++i) {
 for(int j=0; j<5; ++j) {
 cout << mat[i][j] << " ";
 }
 cout << endl;
 }
}

5.2 动态内存方案

// 动态创建二维数组
int** create2DArray(int rows, int cols) {
 int** arr = new int*[rows];
 for(int i=0; i<rows; ++i) {
 arr[i] = new int[cols];
 }
 return arr;
}

六、典型应用场景

6.1 游戏地图系统

// 10x10游戏地图
char gameMap[10][10] = {
 {'#','#','#','#','#','#','#','#','#','#'},
 {'#',' ',' ',' ','#',' ',' ',' ',' ','#'},
 {'#',' ','$',' ','#',' ','@',' ',' ','#'},
 // ... 其他行数据
};

6.2 学生成绩管理

const int STUDENTS = 50;
const int COURSES = 5;
double gradeTable[STUDENTS][COURSES];
// 录入第3个学生的成绩
gradeTable[2][0] = 89.5; // 数学
gradeTable[2][1] = 78.0; // 英语
// ... 其他科目

七、常见错误排查

1. 维度混淆错误：

int arr[3][4];
arr[4][2] = 5; // 行下标越界（最大2）

2. 初始化不匹配：

int arr[2][3] = {{1,2}, {3}}; // 第二行自动补零→{3,0,0}

八、综合训练题

题目1：储物柜

储物柜，共5层，每层有5个抽屉，每个抽屉里都放了价值为x元（随机生成1000元以内）的物品。你的任务是找出哪个抽屉里的物品价值最高，为多少元？

例如：第二行第四个抽屉存放的物品价值最高，801元。

参考代码:

int a[5][5];  
srand(time(0));//生成随机数的种子 头文件<ctime>  
for(int i=0; i<5; i++) //表示层数，这里是5层  
{  
for(int j=0; j<5; j++)//表示列数，这里是5列  
{  
a[i][j]=rand()%1000;  
}  
}  
for(int i=0; i<5; i++) //循环输出每层  
{  
for(int j=0; j<5; j++)//循环输出每列  
{  
cout<<a[i][j]<<" ";  
}  
cout<<endl;  
}  
cout<<endl;  
int m=a[0][0];//定义一个最大值  
for(int i=0; i<5; i++)  
{  
for(int j=0; j<5; j++)  
{  
if(a[i][j]>m)//通过交换得到最大值  
{  
m=a[i][j];  
}  
}  
}  
cout<<"最大值为："<<m;  

题目2：打印图形

请输入一个数字n，在屏幕上输出符合图示图形规律的n×n的图形。

例如：输入5，会输出下列图形：

参考代码：

int i,j;  
char a[5][5];  
int n;  
cin>>n;  
for(i=0; i<n; i++)//一共有几层  
{  
for(j=0; j<n; j++)  
{  
if(i<j)//纵坐标大于横坐标  
{  
a[i][j]='-';  
}  
if(i==j) //纵坐标和横坐标都是相等的  
{  
a[i][j]='+';  
}  
if(i>j) //横坐标大于纵坐标  
{  
a[i][j]='*';  
}  
}  
}  
for(i=0; i<5; i++)  
{  
for(j=0; j<5; j++)  
{  
cout<<a[i][j]<<' ';  
}  
cout<<endl;  
}