3章：配列

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5. ２次元配列と多次元配列

　　2次元配列とは、配列の配列です。イメージ的には表だと想ってください。１次元配列と同様に、配列を入れるための変数を宣言し、配列領域を確保して変数に代入するという手続きが必要になります。

    int a[][];		// ２次元配列を入れるための変数
    a = new int[3][4];	// 3行4列の２次元配列領域を確保

    a[0][0] = 10;
    a[0][1] = 20;
    a[1][2] = 30;
    a[2][3] = 40;

    int a[][] = new int[3][4];	// 変数宣言と領域確保を同時にしてもよい

    a[0][0] = 10;
    a[0][1] = 20;
    a[1][2] = 30;
    a[2][3] = 40;

　　上記の例の結果は以下のような状態になります。「?」は初期値(int型の場合は0)になります。

10 20 ? ?

? ? 30 ?

? ? ? 40

　　下記のようにすると初期化できます。

   int  a[][] = { { 0, 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6, 7 }, { 8, 9, 10, 11 }  };
   int  b[][] = { { 0          }, { 4, 5,      }, { 8, 9, 10, 11 }  };
   int  c[][] = { { 0, 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6, 7 }, { }  };

　　これらの結果は以下のようになります。

配列a(3行4列)
0 1 2 3

4 5 6 7

8 9 10 11

配列b(3行)
0 × × ×

4 5 × ×

8 9 10 11

配列c(3行)
0 1 2 3

4 5 6 7

× × × ×

×・・・存在しない領域

　　２次元配列では、初期化子の数だけ行・列が作られます(配列a参照)。ところが配列bの場合、３行目の列は４つ初期化子があるにもかかわらず、１行目の列の初期化子は１つしかありません。この場合、領域が確保されません。つまり１行目の列の要素数は１つしかないのです。CやC++では一番大きい列に合わせられ、強制的に３行４列の長方形の２次元配列になりましたが、Javaでは各行が１次元配列を持つと言う考え方になっていますので、長方形にはなりませんので注意が必要です。つまり、１次元配列を１次元配列で管理しているのです。

import java.io.*; class Test{ public static void main(String args[]){ int a[][] = { { 0, 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6, 7 }, { 8, 9, 10, 11 } }; int b[][] = { { 0 }, { 4, 5, }, { 8, 9, 10, 11 } }; int c[][] = { { 0, 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6, 7 }, { } }; System.out.println("aの行"+a.length); System.out.println("a[0]の列"+a[0].length); System.out.println("a[1]の列"+a[1].length); System.out.println("a[2]の列"+a[2].length); System.out.println("bの行"+b.length); System.out.println("b[0]の列"+b[0].length); System.out.println("b[1]の列"+b[1].length); System.out.println("b[2]の列"+b[2].length); System.out.println("cの行"+c.length); System.out.println("c[0]の列"+c[0].length); System.out.println("c[1]の列"+c[1].length); System.out.println("c[2]の列"+c[2].length); System.out.println("b[0][0]"+b[0][0]); System.out.println("b[0][2]"+b[0][2]); // 実行時に例外(エラー)が出てしまう } }
C:\java>javac Test.java C:\java>java Test aの行3 a[0]の列4 a[1]の列4 a[2]の列4 bの行3 b[0]の列1 b[1]の列2 b[2]の列4 cの行3 c[0]の列4 c[1]の列4 c[2]の列0 b[0][0]0 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 2 at Test.main(Test.java:25) C:\java>

　　また、２次元配列は１次元配列を１次元配列で管理しているということは、１次元配列を入れるための１次元配列のみ(すなわち行)を確保し、後で列を確保することもできます。
import java.io.*; class Test{ public static void main(String args[]){ // 列を管理するための行のみを確保する int d[][] = new int[3][]; // 0行目の列は要素数５ d[0] = new int[5]; // 1行目の列は要素数４ d[1] = new int[4]; // 2行目の列は要素数３ d[2] = new int[3]; System.out.println("dの行"+d.length); System.out.println("d[0]の列"+d[0].length); System.out.println("d[1]の列"+d[1].length); System.out.println("d[2]の列"+d[2].length); } }
C:\java>javac Test.java C:\java>java Test dの行3 d[0]の列5 d[1]の列4 d[2]の列3 C:\java>

配列のイメージ
0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 × ×

0 0 0 × × ×

×・・・領域が確保されていない

多次元配列

　　3次元配列以上の物を多次元配列と言います。原理的には何次元でも作ることができます。例えば、３次元配列を作る場合には下記のようにします。

   int  a[10][10][10];

　　しかし、例えばint型、1024×1024×1024の３次元配列を考えると、4GBytesという膨大なメモリーを消費することになります。

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