C言語で2次元配列に対して算術演算を行う方法を解説！サンプルコード付き

配列（Array）とは、関連性のある複数のデータ項目を、たった1つの名前でまとめて管理できるようにした仕組みです。

例えば int student[30]; と宣言すれば、「student」という1つの変数名だけで30個分のデータを格納できます。

配列に対する主な操作

• 探索（Searching）：特定の要素が配列内に存在するかどうかを調べる操作です。

• ソート（Sorting）：配列内の要素を昇順または降順に並べ替える操作です。

• 走査（Traversing）：配列内のすべての要素を先頭から順番に処理していく操作です。

• 挿入（Inserting）：配列に新しい要素を追加する操作です。

• 削除（Deleting）：配列から不要な要素を取り除く操作です。

2次元配列の算術演算の基本ロジック

2つの2次元配列 A と B に対して、加算・減算・乗算・除算・剰余の5種類の演算を一度に行うには、二重のforループを使って対応する要素同士を順に処理します。基本となるロジックは以下のとおりです。

for(row = 0; row < i; row++){
    for(col = 0; col < j; col++){
        add[row][col] = A[row][col] + B[row][col];
        sub[row][col] = A[row][col] - B[row][col];
        mul[row][col] = A[row][col] * B[row][col];
        div[row][col] = A[row][col] / B[row][col];
        mod[row][col] = A[row][col] % B[row][col];
    }
}

演算結果を表示するロジック

計算結果を見やすく表形式で出力するには、同じく二重ループの中で printf を使って各要素を順番に表示します。

printf("\nAdd\t Sub\t Mul\t Div\t Mod\n");
printf("-------------------------------\n");
for(row = 0; row < i; row++){
    for(col = 0; col < j; col++){
        printf("\n%d \t ", add[row][col]);
        printf("%d \t ", sub[row][col]);
        printf("%d \t ", mul[row][col]);
        printf("%.2f \t ", div[row][col]);
        printf("%d \t ", mod[row][col]);
    }
}

サンプルプログラム（C言語）

以下は、2次元配列に対して算術演算を実行するCプログラムの完全なコードです。

#include<stdio.h>
int main(){
    int i, j, row, col, A[20][20], B[20][20];
    int add[10][10], sub[10][10], mul[10][10], mod[10][10];
    float div[10][10];
    printf("enter no: of rows and columns:\n");
    scanf("%d %d", &i, &j);
    printf("enter elements of 1st array:\n");
    for(row = 0; row < i; row++){
        for(col = 0; col < j; col++){
            scanf("%d", &A[row][col]);
        }
    }
    printf("enter elements of 2nd array:\n");
    for(row = 0; row < i; row++){
        for(col = 0; col < j; col++){
            scanf("%d", &B[row][col]);
        }
    }
    for(row = 0; row < i; row++){
        for(col = 0; col < j; col++){
            add[row][col] = A[row][col] + B[row][col];
            sub[row][col] = A[row][col] - B[row][col];
            mul[row][col] = A[row][col] * B[row][col];
            div[row][col] = A[row][col] / B[row][col];
            mod[row][col] = A[row][col] % B[row][col];
        }
    }
    printf("\nAdd\t Sub\t Mul\t Div\t Mod\n");
    printf("-------------------------------\n");
    for(row = 0; row < i; row++){
        for(col = 0; col < j; col++){
            printf("\n%d \t ", add[row][col]);
            printf("%d \t ", sub[row][col]);
            printf("%d \t ", mul[row][col]);
            printf("%.2f \t ", div[row][col]);
            printf("%d \t ", mod[row][col]);
        }
    }
    return 0;
}

注意： このプログラムでは A と B がどちらも int 型のため、除算は小数点以下が切り捨てられる整数除算となり、その結果が float 型の div に代入されます。より正確な商を求めたい場合は、(float)A[row][col] / B[row][col] のようにキャストを行ってください。

実行結果

上記のプログラムをコンパイルして実行すると、以下のような出力が得られます。

enter no: of rows and columns:
3 4
enter elements of 1st array:
1 2 4 5 6 7 3 8 3 2 1 8
enter elements of 2nd array:
1 2 1 2 1 3 4 2 1 2 1 1
Add   Sub   Mul   Div   Mod
-------------------------------
2     0     1     1.00  0
4     0     4     1.00  0
5     3     4     4.00  0
7     3     10    2.00  1
7     5     6     6.00  0
10    4     21    2.00  1
7     -1    12    0.00  3
10    6     16    4.00  0
4     2     3     3.00  0
4     0     4     1.00  0
2     0     1     1.00  0
9     7     8     8.00  0

まとめ

このように、二重のforループを活用することで、2次元配列の対応する要素同士に対して加算・減算・乗算・除算・剰余といった算術演算をシンプルに実装できます。行列のサイズ（行数・列数）分だけ繰り返し処理を行うことがポイントです。