第5章、陣列和指標

授課教師：陳慶瀚

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5.2 二維陣列

對於兩個變數的問題，其形式為

   z = f(x,y)

從資料結構來看，就是一個二維的資料陣列。影像資料屬於這類的資料典型；又如第四章所練習的九九乘法表也可以看做是二維的資料結構。在C/C++中，我們宣告二維陣列的方式如下:

陣列的資料型態 陣列的名稱 [row的數目][column的數目] ;

在電腦的記憶體排列方式上，二維的陣列本質上仍為一維陣列，只是使用較合於一般人直覺的二維方式來呈現其資料，在使用上會方便的多。我們要宣告一個二維的整數型態陣列d，其y軸方向大小為10；x軸方向大小為20，其形式應該如下：

int d[10][20];

注意到上述宣告中，每一個維度使用一組括弧[]。如果我們想存取x=2,y=1的陣列值，就需要將這兩個索引值帶入括弧中，即：

d[1][2]

下面的範例為一個由數字1到12的二維陣列並將值一列一列的印出。

/*----------------------------------------------------*/

//                  範例程式5-5

//                  使用二維陣列

//                  陳慶瀚，2001

/*----------------------------------------------------*/

#include <iostream.h>

void main()

{

int x, y;

int num[3][4]; // 宣告二維陣列

for(y=0; y<3; y++)

{

for(x=0; x<4; x++)

{

num[y][x] = (y*4)+x+1; // 填入二維陣列值

}

}

// 輸出二維陣列

for(y=0; y<3; y++)

{

for(x=0; x<4; x++)

{

   cout<<num[y][x]<<"\t";

}

cout<<endl;

}

}

在這個範例中，num[0][0]的數值是1，num[0][1] 的數值是2，num[0][2] 的數值是3，如此依序下去。num[2][3] 的數值將會是12。二維陣列的結構和對應資料如下：

如上所示，二維陣列儲存在一個行列矩陣中，第一個索引值指示row的變化，而第二個索引值指示column的變化。如果我們能夠掃描實際儲存於記憶體的二維陣列時，我們會發現它的掃描順序是先由左向右，再由上到下移動，也就是先變化第二個索引值，由0變到最大，再變化第一個索引值，隨後再度變化第二個索引值─由0變到最大。這樣的程序通常都是由一個雙重迴圈來控制，就像範例程式6-4所舉例的情形。

仿照一維陣列的情形，下列的公式可以計算出二維陣列需要中多少位元組的記憶體空間：

bytes數目 = 第一個索引大小 x第二個索引大小x sizeof(資料型別)  

因此，若整數int使用2個bytes，一個維度[3][4]的整數陣列將會有

 3 x 4 x 2 = 24 bytes  

因此int num[3][4]需要24 bytes的記憶體空間。

課堂練習TD5-3：

某一科目有30個學生，共有三次考試的成績。寫一個程式使用二維陣列來儲存成績資料表，x軸長度為3，x軸長度為30。使用亂數[50,80]產生全部的成績資料。最後將資料表輸出至螢幕。

課堂練習TD5-4：

續上題，計算每一次考試全班的平均分數輸出至螢幕。

課堂練習TD5-5：

續上題，計算每一個學生三次考試的平均分數輸出至螢幕。

計算機概論：C/C++程式設計

義守大學電機系 陳慶瀚 
2001.11.12