Arduino - 多维数组

具有两个维度(即，下标)的数组通常表示由以行和列排列的信息组成的值的表。

以下是多维数组的关键特性:

• 为了识别特定的表元素，我们必须指定两个下标。

• 按照惯例，第一个标识元素的行，第二个标识元素的列。

• 需要两个下标来标识特定元素的数组称为二维数组或二维数组。

• 具有两个或多个维度的数组称为多维数组，并且可以具有多于两个维度。

下图说明了一个二维数组， a 。 该数组包含三行四列，因此它是一个3乘4的数组。 通常，具有 m 行和 n 列的数组称为 m-by-n数组。

数组 a 中的每个元素都由 a [i] [j] 形式的元素名称标识。 这里，a是数组的名称， i 和 j 是唯一标识 a 中每个元素的下标。 注意，行0中的元素的名称都具有0的第一下标; 第3列中的元素的名称都具有第二下标3。

多维数组可以在其声明中初始化，就像一维数组。 例如，可以如下声明和初始化在其行0的元素中具有值1和2并且在其行1的元素中具有值3和4的二维数组 b

int b[ 2 ][ 2 ] = { { 1, 2 }, { 3, 4 } };

值按大括号中的行分组。 因此，1和2分别初始化b [0] [0]和b [0] [1]，并且3和4分别初始化b [1] [0]和b [1] [1]。 如果对于给定行没有足够的初始化器，则该行的剩余元素被初始化为0.因此，以下声明将b [0] [0]至1，b [0] [1]初始化为0，b [ 1] [0]〜3和b [1] [1]〜4。

int b[ 2 ][ 2 ] = { { 1 }, { 3, 4 } };

例子

下面是一个演示在声明中初始化二维数组的例子。

• 线a-c声明三个数组，每个数组有两行和三列。

• array1(行a)的声明在两个子列表中提供了六个初始化器。 第一个子列表将数组的第0行初始化为值1,2和3; 第二个子列表将数组的第1行初始化为值4,5和6。

• 如果每个子列表的大括号从array1初始化器列表中删除，编译器将初始化行0的元素，然后是行1的元素，产生相同的结果。

• array2(行 b )的声明只提供了五个初始化器。

• 初始化器分配给行0，然后分配给行1.没有显式初始化器的任何元素都初始化为零，因此array2 [1] [2]初始化为零。

• array3(行 c )的声明在两个子列表中提供了三个初始化器。

• 行0的子列表显式初始化行0到1和2的前两个元素; 第三个元素隐式初始化为零。

• 第1行的子列表将第一个元素显式初始化为4，并将最后两个元素隐式初始化为零。

• 程序调用函数print Array来输出每个数组元素。 请注意，函数原型( k )指定了参数 const int a [] [columns] 。

• 当函数接收一维数组作为参数时，函数的参数列表中的数组括号为空。

• 也不需要二维阵列的第一维度(即，行数)的大小，但是需要所有后续维度大小。 编译器使用这些大小来确定多维数组中元素在内存中的位置。

• 所有数组元素都连续存储在存储器中，而不考虑维数。 在二维阵列中，行0存储在存储器中，随后是行1。

例子

void printArray ( const int [][ 3 ] ); // prototype
const int rows = 2;
const int columns = 3;
int array1[ rows ][ columns ] = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } };
int array2[ rows ][ columns ] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int array3[ rows ][ columns ] = { { 1, 2 }, { 4 } };
 
void setup () {
 
}
void loop () {
   Serial.print ("Values in array1 by row are: ") ;
   Serial.print (“\r" ) ;
   printArray(array1) ;
   Serial.print ("Values in array2 by row are: ") ;
   Serial.print (“\r" ) ;
   printArray(array2) ;
   Serial.print ("Values in array3 by row are: ") ;
   Serial.print (“\r" ) ;
   printArray(array3) ;
}
 
// output array with two rows and three columns
 
void printArray( const int a[][ columns ] ) {
   // loop through array's rows
   for ( int i = 0; i < rows; ++i ) {
      // loop through columns of current row
      for ( int j = 0; j < columns; ++j )
      Serial.print (a[ i ][ j ] );
      Serial.print (“\r" ) ; // start new line of output
   } 
// end outer for
} 
 
// end function printArray

结果

Values in array1 by row are:
1 2 3
4 5 6
Values in array2 by row are:
1 2 3
4 5 0
Values in array3 by row are:
1 2 0
4 0 0

注意 - 每一行都是一维数组。 要定位特定行中的元素，函数必须准确知道每行中有多少个元素，因此在访问数组时可以跳过适当数量的内存位置。 因此，当访问a [1] [2]时，函数知道跳过存储器中的第0行的三个元素以得到行1.然后，函数访问该行的元素2。 许多常见的数组操作使用 FOR 语句。

例如，以下 FOR 语句设置数组 a 第2行中的所有元素。

for ( int column = 0; column < 4; ++column )
   a[ 2 ][ column ] = 0;

FOR 语句仅变化第二个下标(即下标)。 前面的 FOR 语句等同于以下赋值语句:

a[ 2 ][ 0 ] = 0;
a[ 2 ][ 1 ] = 0;
a[ 2 ][ 2 ] = 0;
a[ 2 ][ 3 ] = 0;

以下嵌套FOR 语句确定数组 a 中所有元素的总和 -

total = 0;
for ( int row = 0; row < 3; ++row )
for ( int column = 0; column < 4; ++column )
total += a[ row ][ column ];

FOR 语句一次将数组的元素排成一行。 外部 FOR 语句通过将行(即行下标)设置为0开始。因此，第0行的元素可以由内部 FOR 语句进行求和。

外部 FOR 语句然后将行增加为1，因此，可以对行1的元素进行求和。 然后，外部 FOR 语句将行增加为2，因此，可以合计第2行的元素。 当嵌套的 FOR 语句终止时，total包含所有数组元素的总和。

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