C 語言二維陣列指標參數傳遞：學生成績統計完整範例

前言

C 語言函式傳遞二維陣列時，參數宣告必須指定第二維度大小 (或使用指標陣列)。本文透過「學生成績統計」完整範例，示範 float (*score)[COLS] 參數模式，計算每位學生平均分與每門課程平均分。

完整程式碼

#include 

#define STUDENTS 6   // 列：學生數
#define COURSES  5   // 行：課程數

// 函式宣告：參數為「指向 COURSES 個 float 的陣列指標」
void input_scores(float (*score)[COURSES]);
void avg_per_student(float (*score)[COURSES]);
void avg_per_course(float (*score)[COURSES]);

int main() {
    float scores[STUDENTS][COURSES];  // 6學生 x 5課程

    input_scores(scores);      // 陣列名自動退化為指向首行的指標
    avg_per_course(scores);    // 輸出每門課平均
    avg_per_student(scores);   // 輸出每學生平均

    return 0;
}

// 輸入成績
void input_scores(float (*score)[COURSES]) {
    for (int i = 0; i < STUDENTS; i++) {
        printf("輸入第 %d 位學生 %d 門課成績: ", i+1, COURSES);
        for (int j = 0; j < COURSES; j++) {
            scanf("%f", &score[i][j]);  // 等價 score[i][j]
        }
    }
}

// 計算並輸出每門課程平均分
void avg_per_course(float (*score)[COURSES]) {
    printf("\n=== 各課程平均分 ===\n");
    for (int j = 0; j < COURSES; j++) {
        float sum = 0;
        printf("課程 %d: ", j+1);
        for (int i = 0; i < STUDENTS; i++) {
            printf("%.1f ", score[i][j]);
            sum += score[i][j];
        }
        printf("→ 平均: %.2f\n", sum / STUDENTS);
    }
}

// 計算並輸出每位學生平均分
void avg_per_student(float (*score)[COURSES]) {
    printf("\n=== 各學生平均分 ===\n");
    for (int i = 0; i < STUDENTS; i++) {
        float sum = 0;
        for (int j = 0; j < COURSES; j++) {
            sum += score[i][j];
        }
        printf("學生 %d: 平均 %.2f\n", i+1, sum / COURSES);
    }
}

關鍵知識點解析

1. 二維陣列參數三種等價寫法

// 假設 COLS = 5
void func1(float score[][COLS]);      // 最常用：省略第一維
void func2(float (*score)[COLS]);     // 指標語法：score 是指向「COLS個float陣列」的指標
void func3(float score[ROWS][COLS]);  // 完整寫法，ROWS 被忽略

核心規則： 編譯器需要知道每一列的大小 (即第二維度) 才能正確計算記憶體偏移 score[i][j] → *(score + i*COLS + j)。

2. 記憶體佈局與存取

scores[6][5] 在記憶體中連續佈局 (Row-major):
Row 0: s[0][0] s[0][1] s[0][2] s[0][3] s[0][4]
Row 1: s[1][0] s[1][1] s[1][2] s[1][3] s[1][4]
...
score[i][j] 偏移 = i * COURSES + j

3. 指標算術等價性

score[i][j]           // 陣列語法
*(score[i] + j)       // score[i] 是第 i 行首地址 (float*)
*(*(score + i) + j)   // 完全指標形式

執行範例

輸入第 1 位學生 5 門課成績: 85 90 78 92 88
輸入第 2 位學生 5 門課成績: 76 85 80 79 82
...

=== 各課程平均分 ===
課程 1: 85.0 76.0 ... → 平均: 80.50
課程 2: 90.0 85.0 ... → 平均: 87.20
...

=== 各學生平均分 ===
學生 1: 平均 86.60
學生 2: 平均 80.40
...

常見錯誤與避坑

進階：動態配置版本

float* alloc_scores(int rows, int cols) {
    return (float*)malloc(rows * cols * sizeof(float));
}

void free_scores(float* p) { free(p); }

// 存取宏
#define AT(score, i, j, cols) ((score)[(i)*(cols) + (j)])

int main() {
    float* scores = alloc_scores(STUDENTS, COURSES);
    AT(scores, 0, 0, COURSES) = 85.0f;
    // ...
    free_scores(scores);
    return 0;
}

結語

二維陣列指標參數 float (*score)[COLS] 是 C 語言處理矩陣/表格資料的標準模式。理解「第二維度決定步長」、「陣列名退化為行指標」、「指標算術等價性」三大核心，即能靈活處理各類矩陣運算、圖像處理、科學計算任務。