多维数组 (multi-dimensional C-style array)

前置内容

• C 风格数组: T array[size] (C-style array)

布局

多维数组实际上仍然是一维数组, 只是数组的元素是数组.

例如 int marix[3][4], 阅读顺序应该是 matrix[3]-matrix[3][4]-int matrix[3][4] (复杂声明的阅读方法), 它是一个长度为 3 的数组, 数组中的元素是长度为 4 的数组, 而这个内部数组的元素是 int.

0: 0 1 2 3  // 每个元素是一个长度为 4 的数组
1: 0 1 2 3
2: 0 1 2 3

int matrix[3][4] = {};

for (int i = 0; i < 3; ++i) {
  for (int j = 0; j < 4; ++j) {
    std::cout << matrix[i][j] << ' ';
  }
  std::cout << '\n';
}

数组很容易隐式类型转换为指向首元素的指针

由于它实际仍然是一维数组, 只有这个最外层数组会隐式类型转换为首元素的指针.

int matrix[3][4] = {};
auto value = matrix;
sizeof(value) == sizeof(int (*)[4]);  // 首元素的指针: 指向长度为 4 的 int 数组的指针

传参

多维数组的传参则由它的布局有多种方法.

直接传递

按之前一维数组的理解进行直接传递.

void print(int (*matrix)[4], int size) {
  for (int i = 0; i < size; ++i) {
    for (int j = 0; j < 4; ++j) {
      std::cout << matrix[i][j] << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
  }
}

int matrix[3][4] = {};
print(matrix, 3);

但这样做限制了内部数组的长度必须是 4.

展平布局传递

另一种方式是, 我们可以将它的布局展平, 认为是 int 的一维数组.

0       1       2
↓       ↓       ↓
0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3

void print(int* array, int row_size, int column_size) {
  for (int i = 0; i < row_size; ++i) {
    for (int j = 0; j < column_size; ++j) {
      std::cout << array[column_size * i + j];
    }
    std::cout << '\n';
  }
}

int matrix[3][4] = {};
print(&matrix[0][0], 3, 4);

提示

反过来说, 那我们也能直接将一维数组当作多维数组.

void print(int* array, int row_size, int column_size);

int matrix[12] = {};
print(&matrix[0], 3, 4);