【C言語】多次元配列とは？基本構文・初期化方法・サンプルコードを徹底解説

配列とは

配列（Array）とは、同じ種類の複数のデータを、ひとつの共通の名前でまとめて管理できるようにした仕組みです。関連する項目が連続したメモリ領域に格納され、添字（インデックス）を使って個々の要素へアクセスします。

配列宣言の構文

配列を宣言する際の基本的な構文は以下の通りです。

datatype array_name [size];

「データ型」「配列名」「要素数」の3つを指定して宣言します。

配列の種類

C言語の配列は、次元の数によって大きく次の3種類に分類されます。

• 1次元配列
• 2次元配列
• 多次元配列（3次元以上）

配列の初期化方法

配列の初期化には、主に次の2つの方法があります。

• コンパイル時初期化： 宣言と同時に初期値を代入する方法
• 実行時初期化： プログラムの実行中に、ユーザー入力などから値を受け取って代入する方法

多次元配列とは

• C言語では、3次元やそれ以上の次元を持つ配列を定義することができます。
• 次元数の正確な上限は、使用するコンパイラによって決まります。

多次元配列の構文

多次元配列を宣言する構文は以下の通りです。

datatype arrayname [size1] [size2] ... [sizen];

例： 3次元配列の場合

int a[3][3][3];

この場合の要素数は、3 × 3 × 3 = 27個 となります。

サンプルプログラム1：3次元配列の全要素を表示

以下は、C言語で多次元配列を扱う基本的なプログラム例です。

#include<stdio.h>
main ( ){
    int a[2][2][2] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
    int i,j,k;
    printf("配列の要素：\n");
    for (i=0; i<2; i++){
        for (j=0; j<2; j++){
            for (k=0; k<2; k++){
                printf("%d ", a[i][j][k]);
            }
        }
    }
}

実行結果

配列の要素：
1 2 3 4 5 6 7 8

このプログラムでは、3重のforループを組み合わせることで、a[2][2][2] の計8つの要素すべてに順番にアクセスし、表示しています。

サンプルプログラム2：添字付きで各要素を確認する

次に、どの値がどの位置（添字）に格納されているのかを確認できるプログラムを見てみましょう。

例

#include<stdio.h>
int main(){
    int tab, row, col;
    int students[3][3][2] = { { {1, 2}, {4, 5}}, { {2, 4}, {3, 5} }, { {7,8},{9,3}}};
    for (tab = 0; tab < 3; tab++){
        for (row = 0; row < 3; row++){
            for (col = 0; col < 2; col++){
                printf("students[%d][%d][%d]= %d\n", tab, row, col,
                students[tab][row][col]);
            }
        }
    }
    return 0;
}

実行結果

students[0][0][0]= 1
students[0][0][1]= 2
students[0][1][0]= 4
students[0][1][1]= 5
students[0][2][0]= 0
students[0][2][1]= 0
students[1][0][0]= 2
students[1][0][1]= 4
students[1][1][0]= 3
students[1][1][1]= 5
students[1][2][0]= 0
students[1][2][1]= 0
students[2][0][0]= 7
students[2][0][1]= 8
students[2][1][0]= 9
students[2][1][1]= 3
students[2][2][0]= 0
students[2][2][1]= 0

実行結果で注目すべきは、students[0][2]、students[1][2]、students[2][2] の部分が「0」になっている点です。これは、初期化リストで値が指定されなかった要素が、自動的に0で初期化されるためです。C言語では、配列の一部だけを初期化すると、残りの要素はすべて0で埋められるというルールがあります。

まとめ

多次元配列は、表形式のデータや3D空間の座標情報など、階層構造をもつデータを扱う際に非常に便利な機能です。ネストしたforループと組み合わせることで、すべての要素に対して効率よくアクセスできるようになります。まずは2次元・3次元の小さな配列から実際にコードを書いて、動きを確かめてみると理解が深まります。