C++二维数组完全指南：定义、初始化与操作详解
简介
在C++中，二维数组是多维数组的最简单形式。它可以被看作是数组的数组。下面的图像描述了一个二维数组。
二维数组也被称为矩阵。它可以是任何类型的，如整数、字符、浮点数等，取决于初始化方式。在下一部分中，我们将讨论如何初始化二维数组。
在C++中初始化一个二维数组
那么，在C++中我们如何初始化二维数组呢？方法很简单：
int arr[4][2] = {
{1234, 56},
{1212, 33},
{1434, 80},
{1312, 78}
};
如你所见，我们初始化了一个名为arr的二维数组，它有4行2列。这个二维数组被看作是一个数组的数组，其中每个元素本身又是一个包含两个整数的数组。
我们也可以通过以下方式初始化一个二维数组：
int arr[4][2] = {1234, 56, 1212, 33, 1434, 80, 1312, 78};
在这种情况下，编译器会自动将这8个元素分配到4行2列的二维数组arr中。
在C++中打印一个二维数组
在C++中打印二维数组需要使用嵌套循环。具体方法将在下一部分中详细介绍。
我们已经完成了一个二维数组的初始化，现在如果没有实际打印出来，我们无法确认是否初始化正确。
在许多情况下，我们可能需要在进行一些操作后打印结果的二维数组。那么我们该怎么做呢？
以下代码向我们展示了如何实现这一点。
#include<iostream>
using namespace std;
main( )
{
int arr[4][2] = {
{ 10, 11 },
{ 20, 21 },
{ 30, 31 },
{ 40, 41 }
} ;
int i,j;
cout<<"打印二维数组：\n";
for(i=0;i<4;i++)
{
for(j=0;j<2;j++)
{
cout<<"\t"<<arr[i][j];
}
cout<<endl;
}
}
输出：
在上面的代码中，
- 首先，我们初始化了一个二维数组 arr[4][2] 并赋予特定值，
- 然后，我们使用两个for循环来打印该数组，
- 外层for循环遍历行，而内层循环遍历二维数组的列，
- 因此，每次外层循环迭代时，i增加并带我们到下一个一维数组。同时，内层循环一次遍历整个一维数组，
- 相应地，我们打印单个元素 arr[ i ][ j ]。
用户输入二维数组元素
我们之前看到了如何使用预定义的值初始化一个二维数组。但是我们也可以让用户进行输入。让我们看一下如何实现。
#include<iostream>
using namespace std;
main( )
{
int s[2][2];
int i, j;
cout<<"\n2D Array Input:\n";
for(i=0;i<2;i++)
{
for(j=0;j<2;j++)
{
cout<<"\ns["<<i<<"]["<<j<<"]= ";
cin>>s[i][j];
}
}
cout<<"\nThe 2-D Array is:\n";
for(i=0;i<2;i++)
{
for(j=0;j<2;j++)
{
cout<<"\t"<<s[i][j];
}
cout<<endl;
}
}
输出：
对于以上代码，我们声明一个2X2的二维数组s。使用两个嵌套的for循环，我们遍历数组的每个元素并获取相应的用户输入。通过这种方式，整个数组被填充，并且我们打印出来以查看结果。
在C++中使用二维数组进行矩阵相加。
作为一个例子，让我们看看如何使用二维数组进行矩阵相加并打印结果。
#include<iostream>
using namespace std;
main()
{
int m1[5][5], m2[5][5], m3[5][5];
int i, j, r, c;
cout<<"Enter the no.of rows of the matrices to be added(max 5):";
cin>>r;
cout<<"Enter the no.of columns of the matrices to be added(max 5):";
cin>>c;
cout<<"\n1st Matrix Input:\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
cout<<"\nmatrix1["<<i<<"]["<<j<<"]= ";
cin>>m1[i][j];
}
}
cout<<"\n2nd Matrix Input:\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
cout<<"\nmatrix2["<<i<<"]["<<j<<"]= ";
cin>>m2[i][j];
}
}
cout<<"\nAdding Matrices...\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
m3[i][j]=m1[i][j]+m2[i][j];
}
}
cout<<"\nThe resultant Matrix is:\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
cout<<"\t"<<m3[i][j];
}
cout<<endl;
}
}
#include<iostream>
using namespace std;
main()
{
int m1[5][5], m2[5][5], m3[5][5];
int i, j, r, c;
cout<<"Enter the no.of rows of the matrices to be added(max 5):";
cin>>r;
cout<<"Enter the no.of columns of the matrices to be added(max 5):";
cin>>c;
cout<<"\n1st Matrix Input:\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
cout<<"\nmatrix1["<<i<<"]["<<j<<"]= ";
cin>>m1[i][j];
}
}
cout<<"\n2nd Matrix Input:\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
cout<<"\nmatrix2["<<i<<"]["<<j<<"]= ";
cin>>m2[i][j];
}
}
cout<<"\nAdding Matrices...\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
m3[i][j]=m1[i][j]+m2[i][j];
}
}
cout<<"\nThe resultant Matrix is:\n";
for(i=0;i<r;i++)
{
for(j=0;j<c;j++)
{
cout<<"\t"<<m3[i][j];
}
cout<<endl;
}
}
输出：
- 我们使用两个矩阵m1和m2，它们最多有5行5列。另外还有一个矩阵m3，用于存储计算结果，
- 作为用户输入，我们获取了两个矩阵的行数和列数。由于我们执行的是矩阵加法，两个矩阵的行数和列数应该相同，
- 之后，我们再次使用嵌套for循环获取两个矩阵的用户输入，
- 此时，我们已经有了两个矩阵m1和m2，
- 然后我们使用两个for循环遍历m3矩阵，并通过m1[i][j]+m2[i][j]的值更新相应的元素m3[i][j]。通过这种方式，在外层for循环结束时，我们得到了所需的矩阵，
- 最后，我们打印出结果矩阵m3。
指向C++中二维数组的指针
如果我们可以有一个指向整数的指针，一个指向浮点数的指针，一个指向字符的指针，那么我们当然也可以有一个指向数组的指针。下面的程序展示了如何构建和使用它。
#include<iostream>
using namespace std;
/* 指向数组的指针的用法 */
main( )
{
int s[5][2] = {
{1, 2},
{1, 2},
{1, 2},
{1, 2}
} ;
int (*p)[2] ;
int i, j;
for (i = 0 ; i <= 3 ; i++)
{
p=&s[i];
cout<<"行"<<i<<":";
for (j = 0; j <= 1; j++)
cout<<"\t"<<*(*p+j);
cout<<endl;
}
}
输出结果：
这里，
- 在上面的代码中，我们尝试使用指针打印二维数组，
- 如我们之前所做的，首先我们初始化二维数组s[5][2]。同时初始化一个指针(*p)[2]，其中p是一个指针，存储了一个包含2个元素的数组的地址，
- 正如我们已经说过的，我们可以将二维数组分解为数组的数组。所以在这种情况下，s实际上是一个包含5个元素的数组，而这些元素实际上是每行包含2个元素的数组。
- 我们使用for循环遍历数组s的这5个元素。在每次迭代中，我们将p赋值为s[i]的地址，
- 此外，内部的for循环使用指针p打印出数组s[i]的各个元素。这里，(*p + j)给出了单个元素s[i][j]的地址，因此使用*(*p+j)我们可以访问相应的值。
将一个二维数组传递给函数
在这一节中，我们将学习如何将一个二维数组传递给任何函数，并访问相应的元素。在下面的代码中，我们将数组a传递给show()和print()两个函数，这两个函数将打印出传递的二维数组。
#include<iostream>
using namespace std;
void show(int (*q)[4], int row, int col)
{
int i, j ;
for(i=0;i<row;i++)
{
for(j=0;j<col;j++)
cout<<"\t"<<*(*(q + i)+j);
cout<<"\n";
}
cout<<"\n";
}
void print(int q[][4], int row, int col)
{
int i, j;
for(i=0;i<row;i++)
{
for(j=0;j<col;j++)
cout<<"\t"<<q[i][j];
cout<<"\n";
}
cout<<"\n";
}
int main()
{
int a[3][4] = { 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21} ;
show (a, 3, 4);
print (a, 3, 4);
return 0;
}
输出：
- 在show()函数中，我们通过声明int (*q)[4]将q定义为指向包含4个整数的数组的指针，
- q保存着第0个一维数组的基地址
- 该地址随后被赋值给q，一个整型指针，然后使用该指针访问第0个一维数组的所有元素。
- 在下一次循环中，当i取值为1时，表达式q+i获取第一个一维数组的地址。这是因为q是指向第0个一维数组的指针，对其加1会给我们下一个一维数组的地址。该地址再次被赋值给q，并使用它访问下一个一维数组的所有元素
- 在第二个函数print()中，q的声明如下：int q[][4]，
- 这与int (*q)[4]相同，其中q是指向包含4个整数的数组的指针。唯一的优点是现在我们可以使用更熟悉的表达式q[i][j]来访问数组元素。我们也可以在show()中使用相同的表达式，但为了更好地理解指针的使用，我们使用指针来访问每个元素。
结论
因此，在本文中，我们讨论了C++中的二维数组，我们如何执行各种操作以及其在矩阵加法中的应用。如有任何进一步的问题，请随时在评论中提问。
参考资料
- https://en.wikipedia.org/wiki/Array_data_structure
- /community/tutorials/arrays-in-c
