數(shù)組是編程語言中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然而在不同的環(huán)境下，其定義及初始化的方式也不盡相同。下面來講述一下C和Java中對于二維數(shù)組定義的區(qū)別以及其背后的原理。

在C語言中，二維數(shù)組的初始化可以省略行數(shù)，但不能省略列數(shù)；而在java中卻是正好相反的，即列數(shù)可以省略，而行數(shù)是不能省略的。為什么會是這樣呢？首先我們來回顧一下C和Java中二維數(shù)組的定義。

C語言數(shù)中二維數(shù)組的定義格式

類型名   數(shù)組名 [行數(shù)][列數(shù)];

例如：

int a[3][2];        /*表示定義了二維數(shù)組a，3行2列，6個元素 */

可見，在C語言中，二維數(shù)組的元素數(shù)量等于行數(shù)和列數(shù)的乘積，所以二維數(shù)組一經(jīng)定義，其被分配的內(nèi)存大小就已經(jīng)確定了。

因此，對于單純的定義二維數(shù)組來說，其行和列都是不可省略的，一旦有省略，那么在編譯時就會報“數(shù)組內(nèi)存大小不確定”的錯誤。

代碼段及編譯結(jié)果如下圖所示：

int a[][5];        /*在定義數(shù)組a時省略了行數(shù)*/ 

而我們所說的可以省略行數(shù)，是在對二維數(shù)組初始化的時候，即在定義時給數(shù)組元素賦初值的時候。要想編譯時不報錯，就需要讓編譯器知道該數(shù)組占用的內(nèi)存空間，只不過在有省略的情況下就只能讓編譯器自己推斷出數(shù)組占用的內(nèi)存空間了，那么為什么省略了行就能夠推斷出來，而省略了列就不可以呢？

這就要提到二維數(shù)組元素在內(nèi)存中的存儲方式了。C語言是按照“先行后列”的順序來存儲數(shù)組的，即先存儲第0行的元素，然后是第1行的元素，以此類推。所以編譯器必須知道每行元素的個數(shù)，才能由初始化的結(jié)果推斷出行數(shù)，進而推斷出二維數(shù)組所占用的內(nèi)存空間。而每行元素的個數(shù)正是二維數(shù)組的列標。

Java語言中二維數(shù)組的定義與初始化

在Java語言中對于二維數(shù)組的定義稍微有些復雜，創(chuàng)建一個Java數(shù)組需要三個步驟：聲明數(shù)組、創(chuàng)建數(shù)組空間、創(chuàng)建數(shù)組元素并初始化。

其中初始化可以分為：靜態(tài)初始化和動態(tài)初始化。

靜態(tài)初始化

int[][] arr = new int[][]{{1,2,3,6},{4,5},{7,8,9}};
等價于
int arr[][] = {{1,2,3,6},{4,5},{7,8,9}};

動態(tài)初始化

int [][] arr3 = new int[4][3];
int [][] arr4 = new int[4][];

由動態(tài)初始化可以看出，在還沒有為二維數(shù)組元素賦初值時，列下標是可以省略的。在這里要聲明的一點是：C語言中二維數(shù)組的每個元素都是大小相同的一維數(shù)組，即如果把其中的各個元素鋪開，會是一個矩形；但在Java中并不要求每一個一維數(shù)組的大小一致，所以也就不能在定義的時候說明列數(shù)。

下面給出兩者的對比截圖

(以相同的元素分別為C和Java中的二維數(shù)組初始化)

C語言中的數(shù)組元素分布

int arr[3][4] = {{1,2,3,6},{4,5},{7,8,9}};
for(int i = 0; i < 3; i++){
    for(int j = 0; j < 4; j++){
        printf("%d  ",arr[i][j]);
	}
		printf("\n");
	} 

Java中的數(shù)組元素分布

int[][] arr = new int[][]{{1,2,3,6},{4,5},{7,8,9}};
		for(int i = 0; i < arr.length; i++){
			for(int j = 0; j < arr[i].length; j++){
				System.out.print(arr[i][j] + " ");
			}
			    System.out.println();
		}

那么Java的二維數(shù)組是怎樣存儲的呢？

Java二維數(shù)組的數(shù)組名存儲在棧中，堆里面存放的是new出來的結(jié)構(gòu)，比如具體的數(shù)組元素。在定義二維數(shù)組時，先在棧里申請行數(shù)，然后等具體要用到哪一個一維數(shù)組了再向堆申請內(nèi)存。

所以在定義二維數(shù)組時，若省略了列數(shù)，則可以看做是申請了若干個（行數(shù)）一維數(shù)組，但是具體的一維數(shù)組中的數(shù)據(jù)暫時是不知道的。

下面給出Java中二維數(shù)組的內(nèi)存解析圖：

由上圖可知：數(shù)組arr1在定義時行標和列標都給出了，其定義的過程可以描述為：先在棧里為arr1申請行數(shù)，即為arr1申請一片空間并把空間的首地址賦給arr1，相當于確定好了該二維數(shù)組arr1中有三個元素，分別為三個一維數(shù)組。而列標被定義出來就意味著為二維數(shù)組的每個數(shù)據(jù)元素都分配好了內(nèi)存空間，并把三個一維數(shù)組的首地址傳了過去。對于arr1的各個數(shù)據(jù)元素，因為在定義的時候沒有賦初值，且是String類型，所以默認為null。

數(shù)組arr2在定義時省略了列標，所以相當于只給出了arr2這個int型二維數(shù)組的四個一維數(shù)組元素，而沒有為這四個一維數(shù)組賦初值。而因為arr2的四個元素都為引用數(shù)據(jù)類型（數(shù)組），所以默認值為null。

• arr2[1] = new int[5]; 相當于為arr2的第二個元素指明了一塊內(nèi)存空間，并把這塊空間的首地址賦給了arr2[1]，arr2[1]的長度為5，元素類型為int型，又因為沒有為這個一維數(shù)組賦初值，所以默認值為0。
• arr2[1][1] = 1; 的作用是把arr2[1]這個一維數(shù)組的第二個元素賦值為1。
• arr2[2][2] = 1; 因為沒有為arr2的第三個元素分配內(nèi)存空間，所以此時會報空指針異常。

最后，再次回到Java中定義二維數(shù)組時為什么不能省略行數(shù)的問題。結(jié)合上述的內(nèi)存解析，我們知道Java中的二維數(shù)組是要先確立行數(shù)，進而才能確立列數(shù)，也就是要申請一片內(nèi)存空間用來存放每個一位數(shù)組的地址，然后才能為每個一維數(shù)組分配內(nèi)存空間。

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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