
【计】 three-dimensional array
三维数组(three-dimensional array)是计算机科学与数学领域中的一种复合数据结构,由多个二维数组按照层级关系嵌套组成,能够存储具有三维空间属性的数据集合。其核心特征体现在以下方面:
数据结构定义
在编程语言中,三维数组可视为"数组的数组的数组",通过三个索引(如arr[i][j][k])访问元素。例如在C语言中声明为int arr
,表示包含3个二维平面,每个平面有5行8列的数据结构。这种结构在图像处理中常用于存储RGB三通道的像素矩阵(来源:《C++ Primer》第5版)。
空间映射特性
三维数组与笛卡尔坐标系存在对应关系:第一维度表示X轴坐标,第二维度对应Y轴,第三维度对应Z轴。这种特性使其在3D建模、体素数据存储等领域具有重要应用(来源:IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics)。
存储机制差异
不同于二维数组的连续内存分配,三维数组在不同编程语言中存在实现差异。Java等语言采用"数组的数组"的引用式存储,而Fortran则支持真正的三维连续内存分配(来源:Oracle官方Java文档)。
典型应用场景
该术语在汉英对照中,"三维"对应"three-dimensional","数组"对应"array"。国际标准化组织ISO/IEC 2382:2015将三维数组定义为"具有三个维度下标的数据对象集合"(来源:ISO标准文档库)。
三维数组是编程和数据结构中的一个重要概念,具体解释如下:
定义 三维数组是由多个二维数组按层级嵌套组成的结构,可以理解为由「层」「行」「列」三个维度构成的数据容器。每个元素通过三个索引值定位,例如 $a[i][j][k]$ 分别对应层、行、列的位置。
类比示例
存储特性
物理内存中仍以线性连续方式存储,但逻辑上分层排列。例如在C语言中,三维数组声明为int arr
,表示3层、每层4行、每行5列,共包含3×4×5=60个元素。
应用场景
编程实现差异
[[, ], [, ]]
)zeros(3,4,5)
生成三维数组三维数组相比低维数组能更自然地表达具有空间层级关系的数据,但复杂度也会随维度增加而升高,实际使用中需权衡需求与性能。
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