Многомерные массивы

Декларация многомерного массива имеет следующий формат:

тип ID [ размер 1][ размер 2]…[ размерN ] =

{ { список начальных значений },

{ список начальных значений },

…

};

Списки начальных значений – атрибут необязательный.

Наиболее быстро изменяется последний индекс элементов массива, поскольку многомерные массивы в языке Си размещаются в памяти компьютера построчно друг за другом (см. следующую тему «Адресная функция»).

Рассмотрим особенности работы с многомерными массивами на конкретном примере двухмерного массива.

Например, пусть приведена следующая декларация двухмерного массива:

int m [3][4];

Идентификатор двухмерного массива – это указатель на массив указателей (переменная типа указатель на указатель: int ** m;).

Поэтому двухмерный массив m [3][4]; компилятор рассматривает как массив трех указателей, каждый из которых указывает на начало массива со значениями размером по четыре элемента каждый. В ОП данный массив будет расположен следующим образом:

Указа-тели	m [0]	®	m [0][0]	m [0][1]	m [0][2]	m [0][3]
m [1]	m [1][0]	m [1][1]	m [1][2]	m [1][3]
m [2]	m [2][0]	m [2][1]	m [2][2]	m [2][3]

(А) (В)

Рис. 10.1. Схема размещения элементов массива m размером 3×4

Причем в данном случае указатель m [1] будет иметь адрес m [0]+4* sizeof (int), т.е. каждый первый элемент следующей строки располагается за последним элементом предыдущей строки.

Приведем пример программы конструирования массива массивов:

#include <stdio.h>

void main()

{

int x0[4] = { 1, 2, 3,4}; // Декларация и инициализация

int x1[4] = {11,12,13,14}; // одномерных массивов

int x2[4] = {21,22,23,24};

int *m[3] = {x0, x1, x2,}; // Создание массива указателей

int i,j;

for (i=0; i<3; i++) {

printf("\n Cтрока %d) ", i+1);

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

printf("%3d", m[ i ] [ j ]);

}

}

Результаты работы программы:

Cтрока 1) 1 2 3 4

Cтрока 2) 11 12 13 14

Cтрока 3) 21 22 23 24

Такие же результаты будут получены и в следующей программе:

#include <stdio.h>

void main()

{

int i, j;

int m[3][4] = { { 1, 2, 3, 4}, {11,12,13,14}, {21,22,23,24} };

for (i=0; i<3; i++) {

printf("\n %2d)", i+1);

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

printf(" %3d",m[ i ] [ j ]);

}

}

В последней программе массив указателей на соответствующие массивы элементов создается компилятором автоматически, т.е. данные массива располагаются в памяти последовательно по строкам, что является основанием для декларации массива m в виде

int m[3][4] = {1, 2, 3, 4, 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24};

Замена скобочного выражения m [3][4] на m [12] здесь не допускается, так как массив указателей не будет создан.

Таким образом, использование многомерных массивов в языке Си связано с расходами памяти на создание массивов указателей.

Очевидна и схема размещения такого массива в памяти – последовательное (друг за другом) размещение «строк» – одномерных массивов со значениями (векторная организация памяти).

Обращению к элементам массива при помощи операции индексации m [ i ][ j ] соответствует эквивалентное выражение, использующее адресную арифметику – *(*(m + i)+ j).

Аналогичным образом можно установить соответствие между указателями и массивами с произвольным числом измерений.