Unit 22 – Mehrdimensionale Arrays

Ömer sagt:

Ein 2D-Array ist eine Tabelle im Speicher: Zeilen und Spalten. Denk an Noten-Übersichten, Spielfelder oder Pixel-Bilder!

2D-Array – Tabellenstruktur

Syntax: typ name[Zeilen][Spalten] – Zugriff: name[z][s]

matrix.cC

int m[2][3] = {{1,2,3},{{4,5,6}};
for(int z=0;z<2;z++){{
    for(int s=0;s<3;s++)
        printf("%3d",m[z][s]);
    printf("\n");
}}

Äußere Schleife = Zeilen, Innere = Spalten

Immer: for(zeile) {{ for(spalte) {{ matrix[zeile][spalte] }} }}

Deklaration und Initialisierung

int m[3][4] deklariert eine Matrix mit 3 Zeilen und 4 Spalten – insgesamt 12 Elemente. Der erste Index ist die Zeile, der zweite die Spalte.

matrix_init.cC

int m[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},   // Zeile 0
    {5, 6, 7, 8},   // Zeile 1
    {9, 10, 11, 12}  // Zeile 2
};
// m[0][0] = 1   (oben links)
// m[2][3] = 12  (unten rechts = m[Zeilen-1][Spalten-1])

Position	Index	Wert
Oben links	`m[0][0]`	1
Oben rechts	`m[0][3]`	4
Unten links	`m[2][0]`	9
Unten rechts	`m[2][3]`	12

Speicherlayout

2D-Arrays werden im Speicher zeilenweise (row-major order) abgelegt – alle Elemente hintereinander, Zeile für Zeile.

Speicherposition	0	1	2	3	4	5
Element	`m[0][0]`	`m[0][1]`	`m[0][2]`	`m[1][0]`	`m[1][1]`	`m[1][2]`
Wert	1	2	3	4	5	6

Row-Major Order

Zuerst kommen alle Spalten von Zeile 0, dann alle von Zeile 1 usw. Dies ist wichtig beim Übergeben von 2D-Arrays an Funktionen – die Spaltenanzahl muss angegeben werden.

Typische Anwendungen

Anwendung	Deklaration	Bedeutung
Noten-Tabelle	`int noten[30][5]`	30 Schüler, 5 Fächer
Tic-Tac-Toe	`char feld[3][3]`	3×3 Spielfeld
Bild (Full HD)	`int pixel[1080][1920]`	Helligkeit pro Pixel
Schulstundenplan	`char stunden[5][8][20]`	5 Tage, 8 Stunden, Fachname

tictactoe.cC

char feld[3][3] = {
    {'X', 'O', 'X'},
    {'O', 'X', 'O'},
    {'O', 'X', 'X'}
};
for (int z=0; z<3; z++) {
    for (int s=0; s<3; s++)
        printf("%c ", feld[z][s]);
    printf("\n");
}

▶ Ausgabe

X O X O X O O X X

Häufige Fehler

Fehler	Problem	Lösung
m[spalte][zeile]	Zeilen und Spalten vertauscht – falsche Werte	Immer `m[zeile][spalte]`
Nur 1 Schleife	`for(i=0; i<N*M; i++)` – Index stimmt nicht	Immer zwei verschachtelte Schleifen verwenden
void f(int m[][])	Compiler kennt Speicherlayout nicht	`void f(int m[][4], int zeilen)` – Spaltenanzahl angeben

⚠️ 2D-Array an Funktion übergeben

Bei der Übergabe an eine Funktion muss immer die Spaltenanzahl angegeben werden: void f(int m[][4], int zeilen). Nur die erste Dimension darf weggelassen werden.

⚡ Code-Simulator

Teste Array- und String-Operationen direkt im Browser:

C Simulator – Unit 22

▶ Ausgabe

– Klicke AUSFÜHREN –

Ömer sagt:

Ändere die Array-Werte oder den Code und beobachte die Ausgabe. So lernt man Arrays am besten!

🎯 Wissens-Quiz

Frage 1

Wie lautet der Zugriff auf Zeile 2, Spalte 3 (0-basiert)?

Am[3][2]

Bm[2][3]

Cm[1][2]

Dm[2][1]

Frage 2

Wieviele Elemente hat int m[4][5]?

B20

C45

D15

Frage 3

Welche Schleife iteriert über die Zeilen eines 2D-Arrays?

AInnere for-Schleife

BÄußere for-Schleife

Cwhile-Schleife

Ddo-while

Frage 4

Was ist die korrekte Initialisierung?

Aint m[2][2]={1,2,3,4};

Bint m[2][2]={{1,2},{3,4}};

Cint m=[2][2]{{1,2},{3,4}};

DBeide A und B

Frage 5

Was gibt m[0][0] einer Matrix int m[3][3]={{1,2,3},...} aus?

DFehler

Frage 6

Wie viele Elemente hat int m[3][4]?

C12

Frage 7

Was ist Row-Major-Order?

A2D-Arrays werden zeilenweise im Speicher abgelegt

B2D-Arrays werden spaltenweise im Speicher abgelegt

CDie erste Zeile hat Vorrang bei Zugriffen

DEin spezieller Sortieralgorithmus für Matrizen

Frage 8

Welche Schleife iteriert über die Spalten eines 2D-Arrays?

ADie äußere for-Schleife

BEine while-Schleife

CDie innere for-Schleife

DEine do-while-Schleife

📋 Spickzettel

2D-Array

int m[Z][S]Deklaration

m[z][s]Zugriff Zeile z, Spalte s

for z: for s:Durchlaufen

{{R0},{R1},...}Initialisierung

Tipps

Z×S ElementeGesamtanzahl

Äußere=ZeilenInnere=Spalten

%4dFormatiert ausgeben

m[0][S-1]Letztes in Zeile 0

✅ Checkliste Unit 22

Ich kann ein 2D-Array deklarieren und initialisieren
Ich greife mit [zeile][spalte] auf Elemente zu
Ich durchlaufe eine Matrix mit verschachtelten for-Schleifen
Ich kann Zeilen- und Spaltensummen berechnen

MehrdimensionaleArrays